旨在取代受损心脏血管的原型移植物在细胞研究中显示出许可

研究人员使用圆形针织机来制作替代冠状动脉的原型。图片礼貌的范张。

针织血管移植原型显示了临床前发现的承诺。

由Laura Oleniacz.

INC基于NC的北卡罗来纳州立大学(NC州)的概念验证研究(NC州)研究人员报告了血管移植物的原型的临床前发现,该原型设计为替代损坏或阻塞冠状动脉的替代品,为血液提供给血液心。

与来自案例西方储备大学的研究人员合作的调查结果是开发人造移植物的一部分,当患者自己的船只不能作为可行的替代品心脏病发作。最终,移植物被设计为脚手架,以帮助患者自己的血管的再生。虽然他们的工作仍处于早期阶段,但研究人员表示,他们的设计将有助于向前移动。

在杂志中 材料科学与工程:C,研究人员报道了他们通过用人造纱线针织胶原材料制成了原型血管移植物。他们发现它们的设计显示出改善的强度与单独使用胶原蛋白材料的模型相比,与人类冠状动脉相比的灵活性相比。此外,在用人类内皮细胞的研究中,它们的增长和粘附在移植物上增加,表明它可以有助于冠状动脉衬里的再生。

“我们认为这是对冠状动脉替代移植术的研究进展,”在威尔逊纺织大学纺织纺织纺织学院的高级作者Martin King。 “使用胶原纱纱线非常新。我们不仅依赖于一种材料,但我们将材料混合在一起并显示两条纱线可以提供我们正在寻找的机械强度和生物反应。“

目前,研究人员表示,“黄金标准”是使用患者自己的血管,如腿部或乳腺癌的静脉,取代冠状动脉,但有些患者没有可收获的可行血管和用过的。

“有必要为这种患者寻找另类解决方案,”该研究的第一个作者和威尔逊纺织学院NC州的第一个作者和研究生。 “这就是我们希望使用组织工程血管移植物的原因。”

研究人员说,设计一种可以取代冠状动脉的合成血管移植有多种挑战。由于动脉凝固和缩小的问题,某些模型失败。与此同时,其他型号无法与跳动的心脏伸展和放松。

“冠状动脉直径只有约三到四毫米,所以这是一个非常细的动脉,它非常容易被封锁,”国王说。 “问题是:我们是否有材料将作为导管的渠道,而不会在动脉​​墙上引发这种凝结?这是其中一个挑战。另一种是,心脏不断扩大和收缩,所以我们需要一个可以在每一个心跳中伸展和放松的结构。“

杂交纱线使用胶原蛋白和由由聚乳酸组成的人造纤维制成。陈国国国州立大学陈辰陈的形象礼貌。

为了开发他们的设计,NC国家调查人员与案例西部储备的研究人员合作,他们设计了一种由胶原蛋白制成的生物纱线。它们将胶原纱结合在具有由聚乳酸(PLA)制成的人造纤维的胶原纱,其是生物相容性的。研究人员表示,当纤维降解时,它形成乳酸,这很容易耐受,因为我们的身体中的肌肉连续产生乳酸。

研究人员表示,他们的模型被设计成形成临时支架,可以再生类似于患者自己的血管的细胞衬片。

“我们没有设计一个是”最终产品“的原型,我们正在放入将使患者愈合并使用这种构建体来愈合和起作用作为冠状动脉的成分,”King表示。 “纤维最终会降解并被吸收到身体中。”

研究人员发现,通过将胶原纤维与人造的PLA纱线一起编织,人类内皮细胞困扰着脚手架的10倍,只有人造纱线的10倍。实验还显示出粘附后细胞生长的三倍。

此外,他们发现它具有出色的爆破强度和符合性,使移植物能够与每个心跳扩展和合同 - 类似于健康的冠状动脉。

“我们能够模仿冠状动脉的依从性,”张说。 “这是最重要的发现。另外,通过添加胶原纱组分,我们能够促进内皮细胞在该结构中更快地生长。对内皮恢复非常重要。“

他们的作品仍然处于临床前阶段,尚未在活动物中进行测试。他们仍然有努力改善原型以克服其他设计挑战,包括如何减少混合移植物的多孔性质。

然而,该团队认为他们的研究结果表明,可以将生物和人造材料与人造冠状动脉移植物的设计相结合。他们正在研究解决方案以防止血液泄漏。

“随着这种材料的组合,我们已经能够通过生物反应平衡机械性能,”King说。 “我们还能够使用高速纺织生产机械制造原型移植物,这将促进未来的制造规模和翻译到商业移植物和诊所。”

本文在线公布了“一种杂交血管移植利用合成纤维的优越性机械性能和胶原纤维的生物学性能” 材料科学与工程,第C部分。本文由Tushar Bambharoliya,Yu Xie,Laijun Liu,Hakan Celik,Lu Wang和Ozan Akkus共同撰写。通过教育部和AATCC基金会学生研究支持补助金提供的,通过东华大学的1,1,1,项目B07024授予提供资金。


编者注:Laura Oleniacz是NC州新闻服务的公共交通专家。


1月/ 2月2021年

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