In eindstadium-longsiekte is oorplanting soms die enigste lewensvatbare terapeutiese opsie, maar orgaanbeskikbaarheid is beperk en verwerping bied 'n bykomende uitdaging. Innoverende navorsingspogings op die gebied van weefselherlewing, insluitend baanbrekende ontdekkings deur die Universiteit van Vermont Professor in Geneeskunde Daniel Weiss, M. D., Ph. D., en kollegas, hou belofte in vir hierdie bevolking, wat 'n geskatte 12,7 miljoen mense met chroniese obstruktiewe pulmonale insluit versteuring (COPD), die derde grootste oorsaak van dood in die V. S.
In die afgelope jaar alleen het Weiss en kollegas vier artikels gepubliseer in Biomaterials, die toonaangewende bio-ingenieurswese-joernaal, sowel as twee Maart 2014-artikels deur eerste skrywer Darcy Wagner, Ph. D., 'n nadoktorale genoot wat in Weiss' werk. laboratorium, wat hul ontwikkeling van nuwe metodes en tegnieke vir die ingenieurswese van longe vir pasiënte met COPD en pulmonale fibrose rapporteer.
Weiss en sy span se werk fokus op longweefsel-bio-ingenieurswese, wat die gebruik van 'n steier - of raamwerk - van longe van menslike kadawers behels om nuwe longe vir pasiënte met eindstadium-siekte te ontwerp. Hul studies het verskeie perspektiewe ondersoek oor die proses om die sellulêre materiaal uit hierdie longe te stroop - genaamd desellularisering - en dit met stamselle te vervang (hersellularisasie), in 'n poging om nuwe, gesonde longe vir oorplanting te laat groei.
Wagner, Weiss en kollegas werk in diere- en menslike modelle en het talle uitdagings aangespreek wat tydens die longweefsel-bio-ingenieurswese-proses in die gesig gestaar word, soos die berging en sterilisasie van gedesellulariseerde kadaweriese steiers en die impak van die ouderdom en siektetoestand van skenker longe op hierdie prosesse.
In een van die jongste Biomaterials-studies doen die navorsers verslag oor nuwe tegnieke wat die vermoë verhoog om hoë-deursetstudies van menslike longe uit te voer.
"Dit is duur en moeilik om 'n hele menslike long op een slag te herbevolk, en, anders as in muismodelle, laat dit nie maklik die studie van veelvuldige toestande, soos seltipes, groeifaktore en omgewingsinvloede, toe nie. soos meganiese strek - normale asemhalingsbewegings - wat alles suksesvolle longhersellularisering sal beïnvloed," verduidelik Weiss.
Om dit aan te spreek, het Wagner 'n tegniek ontwikkel om veelvuldige, klein segmente op 'n biologiese/fisiologiese wyse uit te dissekteer en te hersellulariseer wat die toepaslike driedimensionele interaksie van bloedvate met die long se lugweë en lugsakke in ag sal neem.
In samewerking met biomateriaal-wetenskaplike Rachel Oldinski, Ph. D., UVM assistent-professor in ingenieurswese, het hulle 'n nuwe metode verder ontwikkel deur gebruik te maak van 'n nie-toksiese, natuurlike polimeer afkomstig van seewier om as 'n deklaag vir elke longsegment te gebruik voor hersellularisering. Hierdie proses het die span in staat gestel om nuwe stamselle selektief in die klein gedeselluleerde longsegmente in te spuit, terwyl vaskulêre en lugwegkanale bewaar is. Die gebruik van hierdie tegniek, wat gelei het tot 'n hoër retensie van menslike stamselle in beide vark (vark) en menslike steiers, laat die klein longsegmente toe om geventileer te word vir gebruik in die studie van rek-effekte op stamseldifferensiasie.
"Die vermoë om talle eksperimente uit te voer en veelvuldige toestande van 'n enkele desellulariseerde menslike long te skerm, bied 'n manier om vordering te versnel na die uiteindelike doelwit om funksionele longweefsel vir oorplanting te herstel," sê Wagner.
Deur 'n ander nuwe tegniek - termografie of termiese beelding - het Wagner en kollegas 'n nie-indringende en nie-vernietigende middel ontwikkel om die longsteiers se integriteit en fisiologiese eienskappe intyds tydens die desellulariseringsproses te monitor. Volgens Wagner kan hierdie metode as 'n eerste stap gebruik word om te evalueer of die longe en uiteindelike steiers geskik is vir hersellularisering en oorplanting.
Die ontwikkeling van hierdie nuwe tegnieke is "'n beduidende stap vorentoe" op die gebied van longregenerasie, sê Wagner en haar mede-outeurs.
Hierdie studie en Weiss en Wagner se verwante publikasies oor die afgelope 15 maande toon die positiewe impak van die $4,26 miljoen National Institutes of He alth (NIH) Direkteur se Geleentheid vir Navorsing-toekenning wat Weiss in Oktober 2010 ontvang het as deel van die American Recovery en Herbeleggingswet befondsing. Benewens hierdie wetenskaplike prestasies, het hy ook sterk bedryfsbande gesmee, en het verskeie patente hangende.
"Hierdie werk dien as 'n kern om 'n robuuste bio-ingenieurspoging te help ontwikkel om voortgesette stamselaktiwiteite in die Departement van Geneeskunde te parallel en om toenemende samewerkingspogings tussen die Kolleges van Geneeskunde en Ingenieurswese te bevorder," sê Weiss.
