Tillverkning av organ

Sedan 2008 har åtta patienter fått en ny chans i livet när kirurger bytte ut sina hårt skadade luftstrupar med konstgjorda versioner. Denna mycket experimentella teknik flyttar nu från forskningslaboratorier till en tillverkningsanläggning när ett företag i Boston-området förbereder sig för att producera ställningar för att odla de syntetiska organen i stor skala.

Andas in : En lab-odlad luftstrupe sitter i en roterande inkubator, redo för transplantation till ett litet barn.

Harvard Apparatus Regenerative Technology , eller HART, testar sitt syntetiska trakeasystem i Ryssland och har planer på liknande tester i Europeiska unionen i år. Företaget samarbetar med U.S. Food and Drug Administration för att upprätta en prövning även i USA.

De syntetiska luftrören tillverkas genom att odla en patients egna stamceller på en labbtillverkad ställning. I framtiden kan denna teknik anpassas för att skapa andra organ, såsom en ersättningsmatstrupe, hjärtklaff eller njure.

Om den utökas till fler kroppsdelar kan den syntetiska organteknologin hjälpa till att möta ett stort medicinskt behov. Väntelistor för transplantationer för vitala organ som hjärtan, lungor, lever och njurar är beklagligt långa. Varje dag dör patienter i väntan på donatororgan. Bara i USA står 120 000 människor på väntelistor för ett organ, uppskattar det amerikanska departementet för hälsa och mänskliga tjänster . Och väntelistor underskattar det verkliga behovet, säger Joseph Vacanti , en kirurg - scientist vid Massachusetts General Hospital och en ledare inom vävnadsteknikforskning. Det enda sättet vi ska möta det verkliga behovet är att tillverka levande organ, säger Vacanti, som inte är knuten till HART.

Andas ut : En syntetisk luftrörsställning tillverkad genom att spinna extremt fina fibrer av plast till ett rör.

Forskare runt om i världen hittar nya sätt att skapa vävnader för transplantation. Under 25 år har fältet gått från fiktion och fantasy till vetenskap och ingenjörsvetenskap, säger Vacanti. Det finns många olika tillvägagångssätt, från exakt bläckstråleutskrift av celltyper till en organiserad struktur (se Printed Eye Cells Could Help Treat Blindness ) till att låta celler spontant självorganisera sig till proto-organ (se En rudimentär lever odlas från stamceller och växande ögonglober).

HARTs nuvarande tillvägagångssätt är att odla en patients stamceller på syntetiska byggnadsställningar. De fyra senaste operationerna för konstgjorda luftstrupe har gjorts med dessa labbtillverkade ställningar, säger David Green, VD för HART.

Att odla en patients egna celler på en ställning ger en bra miljö för benmärgsstamceller som sedan kan utvecklas till olika celltyper både i inkubatorn och efter att de implanterats i en patient.

HART skapar ställningarna genom att spinna fibrer ungefär en hundradel av bredden på ett människohår till en tub som är gjord för att passa varje patient. Resultatet är en skräddarsydd ställning som gör ett nät som har rätt storlek för cellerna, säger Green. De känner sig hemma där.

Stamceller som tagits från en patients benmärg regnar sedan ner över toppen av ställningen, ungefär som en kyckling i ett rotisserie, säger Green. Cellerna växer på byggnadsställningarna i en specialiserad roterande inkubator i cirka två dagar innan de transplanteras. Ungefär fem dagar efter transplantationen dyker nya celltyper upp på organet, säger han, inklusive viktiga celler som kantar den inre ytan och hjälper till att flytta slemhinnor från lungorna genom att hosta. Så småningom växer blodkärl in i det syntetiska organet, säger Green.

Dölj