生物相容性贴片治疗出生缺陷婴儿(w/视频)

(欧宝娱乐地址医学快报)——莱斯大学和德克萨斯儿童医院为创造一种生物相容性贴片来治愈婴儿心脏所付出的艰苦努力正在取得成果。

证明在培养皿中在杰弗里·杰科特的实验室里，一小块凝胶状材料随着活心脏的节奏跳动。

主要作者Pok Seokwon, a博士后研究人员他们和他们的组织工程同事们发表了他们多年的研究成果，他们努力生产一种被称为生物支架的材料，这种材料可以缝合到患有先天缺陷的婴儿的心脏。断头台上，播种着生命心肌细胞，旨在支持健康的新组织的生长。随着时间的推移，它会退化，留下一个修复的心脏。

该研究的详细内容发表在爱思唯尔杂志上Acta Biomaterialia．

补丁现在用于修复先天性心脏缺陷是由合成纤维织物或者是从牛或病人身上取的。在美国出生的婴儿中，每125个就有一个患有这种缺陷;每1万人中就有3到6人患有所谓的法洛四联症缺陷，这是“蓝宝宝综合征”的原因之一，需要通过手术在心脏右心室流出道放置一块补丁。

美国莱斯大学生物工程助理教授、儿童心脏生物工程实验室主任Jacot说，目前的策略一直很有效，直到需要更换补丁，而补丁不能随着患者生长先天性心脏手术在德州儿童医院服务，贝勒医学院兼职教授。

“这些补丁都不是活的，”Jacot说，包括那些“更像塑料”的生物衍生补丁，它们没有融入心脏组织。

他说:“它们位于心脏的肌肉区域，对收缩很重要，对传导也很重要。”电信号要绕过这个区域吗坏死组织．有死亡组织意味着心脏产生的力量更小，所以有这种修复类型的儿童更容易发生心力衰竭、心律失常和纤维性颤动也就不足为奇了。

他说:“我们正在做的东西可以取代目前外科医生已经熟悉的手术补丁，它有很高的短期和中期成功率，但会有长期并发症。”

一个更好的支架必须完美地执行许多功能。它必须足够强大，能够承受心脏跳动所带来的压力，同时又足够灵活，能够伸缩;足够多孔，允许新的心脏细胞迁移、连接并排出自己的天然支架来取代补丁;足够坚韧，可以处理缝合线，但仍然能够在适当的时间内生物降解，让自然组织接管。

研究人员创造的三明治似乎在所有方面都符合要求。中间是一种自组装的聚己内酯(PCL)聚合物，可以硬化成坚韧但可拉伸的丝带。将两种不同分子量的PCL混合，可以在粗糙的表面形成微小的孔隙。这种“面包”是一种水凝胶，由明胶和壳聚糖对半混合制成，壳聚糖是一种广泛使用的材料，由虾等甲壳类动物的壳制成。

在水凝胶表面培养的心脏细胞能够茁壮成长，形成网络并最终跳动。Jacot说，虽然细胞不能附着在PCL表面或通过PCL的孔隙，但这些孔隙确实允许营养物质从一侧迁移到另一侧。它们还允许水凝胶附着在PCL核心上。

实验室测试了PCL的可生物降解特性，发现在50天内，大约15%的PCL分散了，留下了一张粗糙的薄片。“它在水中会降解，”Jacot说。“如果它在体内，它会降解，但在几个月的时间里会非常缓慢。

“它应该足够稳定，让肌肉组织建立起来，接管机械过程。我们想要一种能立即处理心室压的缝合方法。但如果我们以后观察，我们希望它看起来像正常组织。”他说。

在人体试验开始之前，研究人员还需要进行数年的测试，但Jacot和他的团队已经在展望他们的成功可能带来的可能性。他们希望找到一种方法，在这一过程的一开始就将来自患者的干细胞来源的心脏细胞混合到水凝胶中;干细胞可以从几种可能的来源提取，包括通常从新生儿母亲提取的羊水，这是Jacot实验室正在进行的研究的主题。这些细胞将制作一个与婴儿基因完全相同的贴片，可以在婴儿出生后不久植入。

Jacot说:“如果我们能制造一个立即起作用的贴片，一个能收缩、传导、拥有活细胞并与患者一起生长的贴片，那么我们还能做哪些目前没有人能做的手术呢?”