科学家们在一项研究中报告称，移植到三只羔羊体内的[人工]血管与动物一同生长，该研究于今日发表在《自然·通讯》杂志上。这些由皮肤细胞制成的移植物成功替代了部分肺动脉，该动脉负责将血液从心脏输送到肺部。如果这些生物工程动脉能在人体内发挥作用，它们可以使患有心脏疾病的儿童免于承受多次心脏直视手术。
“患有先天性心脏缺陷的儿童基本上需要对心脏进行‘重新管道化’，”明尼阿波利斯明尼苏达大学生物医学工程师、该研究的合著者罗伯特·特兰奎洛（Robert Tranquillo）说。“随着孩子长大，每隔几年，早期植入的导管就不够大了，需要更换。”
特兰奎洛说，外科医生传统上依赖合成材料或尸体移植。他和他的同事们想设计一种更具适应性的移植物。他们从一种由成纤维细胞（一种参与伤口愈合的皮肤细胞）和纤维蛋白（一种存在于血凝块中的蛋白质）制成的支架开始。经过几周的时间，该团队引导绵羊皮肤细胞产生胶原蛋白，从而将组织连接在一起。
“当你受伤时……纤维蛋白凝块会被非常胶原化的物质取代，这正是我们正在利用的，”特兰奎洛说。“我们开始使用一种像果冻一样、太弱而无法植入的材料，最终它会变成一种由细胞产生的组织导管，其强度至少与天然动脉相当。”
然后，团队洗去了皮肤细胞，留下了由不会引起羔羊免疫系统的蛋白质制成的移植物。然后，研究人员将导管植入三只羔羊体内，并在它们长大成年的过程中对动物进行监测。
羔羊体重正常增加，心脏功能似乎也如预期一样。当动物接近一岁时，科学家们检查了工程血管，发现它们已经变大，并呈现出天然肺动脉的弯曲形状。“其机械性能基本上与天然动脉无异，”特兰奎洛说。
羔羊自身的细胞也已入住移植物，并分泌了弹性蛋白，弹性蛋白赋予组织弹性和回缩能力，存在于动脉中。而且，移植物没有出现动脉瘤（血管膨出会破裂）或钙化（组织中形成硬结节状矿物质）的问题。
“我们得到了……正确的细胞位于正确的位置，生成了更多的胶原蛋白，并且沉积了弹性蛋白，而没有任何不良情况发生……这些都是该起始材料能够生长的非常好的指标，”特兰奎洛说。“这条动脉似乎沿正常途径发育。”
未来，该团队计划在更多动物身上测试移植物，并证明人工血管可以由人体细胞培养而成。他们还在测试他们的移植物是否能够自我修复，这将使其对成人有用。理想情况下，这种移植物将成为一种即用型工具，可以进行生长和储存，而无需为个体患者定制。
新的移植物比目前的替代品更昂贵。“但与多次心脏直视手术相比，这笔费用相对较小，”特兰奎洛说。“一次心脏直视手术的风险已经足够大了。”
