构建更好的血管可以促进组织工程

培育新器官——替换心脏、肺和肾脏——的主要障碍之一是研究人员在构建维持组织存活的血管时所面临的困难，但密歇根大学的新发现可能有助于克服这一障碍。

安德鲁·帕特南说:“仅仅制造一块功能像你想要的目标一样的组织是不够的。生物医学工程．“如果你不通过血管化来滋养它，它只会像笔头一样大。

“但我们需要这么大的心脏，”他举起拳头补充道。

更直接的原因是，医生和研究人员认为，弄清楚如何生长正常的血管可能会为影响心脏的疾病提供治疗循环系统比如糖尿病。也许正确的药物或注射可以挽救病人的脚截肢．

普特南和他的同事们揭示了为什么一种主要的构建血管的方法不能始终有效:它正在制造漏管。他们还演示了成体干细胞可以解决这个问题。一篇关于研究结果的论文发表在组织工程A部分，并将在即将出版的印刷版中出现。

今天,生物医bob88体育平台登录学研究人员正在采取两种主要方法来生长新的毛细血管，最小的血管和负责在血液和肌肉或器官之间交换氧气、二氧化碳和营养物质的血管。

一组研究人员正在开发药物化合物这意味着现有的船只将进入新的支流。这些化合物——通常是蛋白质生长因子-模仿癌症肿瘤细胞招募血管。

另一个小组，包括密歇根大学的团队，正在使用基于细胞的方法。这项技术包括在你想要新的毛细血管形成的地方附近的脚手架载体中注射细胞。在帕特南的方法中，他们实现了目标内皮细胞，它们组成了血管衬里和支撑细胞。他们的支架载体是纤维蛋白，一种人体内有助于血液凝固的蛋白质。

“细胞知道该做什么，”普特南说。“你可以把这些东西混合起来，放进动物体内。从字面上看，这就像简单的注射一样简单，几天后，它们会自发形成新的血管，动物自己的血管系统与它们连接起来。”

但事实证明，这些血管并不总是茁壮成长。密歇根大学的研究小组试图找出其中的原因。在阅读之前发表的研究结果时，普特南注意到，研究人员使用了“混杂的支持细胞”，而该领域很少关注哪种支持细胞效果最好。这就是他和他的同事们关注的地方。

在他们的实验中，他们混合了三种血管发酵剂溶液，每一种都有不同的常用支持细胞类型:肺成纤维细胞、来自脂肪的成体干细胞和来自骨髓的成体干细胞。他们还制作了一个完全没有支撑细胞的版本。他们将每种溶液注射到小鼠皮肤下，并在两周内让新血管形成。在不同的时间点，他们向动物的血液循环中注射了一种示踪染料，以帮助他们观察工程毛细血管的持血量，以及它们是否与动物现有的血管网络相连。

研究人员发现，没有支持细胞的溶液和有肺成纤维细胞的溶液产生了不成熟的、畸形的、会渗漏的人类毛细血管。他们能分辨出来是因为示踪染料聚集在新血管周围的组织中。另一方面，含有这两种成体干细胞的溶液产生了强壮的人体毛细血管，使血液和染料留在其中。

这篇论文指出，生物医学工程师用来检查他们的努力是否成功的一种流行方法——计数血管——可能不是一个理想的衡量标准。成体干细胞溶液比其他溶液产生的血管更少，在一种情况下少于一半。但他们建造的船只更坚固。经过进一步分析，研究人员发现，成体干细胞可能能够分化成支持更大血管的成熟平滑肌细胞。

普特南说:“来自脂肪和骨髓的成体干细胞都同样有效。”“如果我们想在5到10年内将其用于临床，我认为该领域关注具有干细胞特征的支持细胞是至关重要的。”

在未来，帕特南设想医生可以从病人身上获取这些支持细胞——要么来自他们的骨髓，要么来自他们的脂肪——然后将它们注射到新细胞生长的部位附近血管是必要的。