對(duì)于患有慢性阻塞性肺疾病的，在美國導(dǎo)致死亡的第三大主要原因的約1270萬人來說，在器官再生領(lǐng)域的創(chuàng)新研究工作給他們帶來了希望。在肺部疾病的末期，移植有時(shí)是唯一可行的治療選擇，但器官的可用性是有限的，身體內(nèi)的排斥反應(yīng)帶來了額外的挑戰(zhàn)。新的研究主要集中在肺組織生物工程，其中包括使用一個(gè)支架 - 或框架 - 從人類的尸體為患有肺部疾病末期的病人生產(chǎn)一個(gè)新的肺。該研究已經(jīng)進(jìn)行了多個(gè)方面的測(cè)試，從這些肺部剝離出在蜂窩材料，并用干細(xì)胞取代它，以努力發(fā)展適于移植的新的，健康的肺。
在肺部疾病的末期，移植有時(shí)是唯一可行的治療方法，但器官的可用性是有限的，身體內(nèi)的排斥反應(yīng)帶來了額外的挑戰(zhàn)。在該領(lǐng)域器官再生的革新的研究努力，其中包括佛蒙特州大學(xué)的醫(yī)學(xué)教授，醫(yī)學(xué)博士，哲學(xué)博士丹尼爾·威仕，和他的同事，承載著這一人群的希望，其中包括估計(jì)的1270萬的人患有慢性阻塞性肺病（COPD），在美國是導(dǎo)致死亡的第三大主要原因。
僅在過去的一年中，威仕和他的同事在領(lǐng)先的生物工程雜志，《生物材料》上發(fā)表了四篇文章，以及2014年3月由第一作者，在威仕的實(shí)驗(yàn)室工作的博士后研究員達(dá)西瓦格納博士發(fā)表的兩篇文章，匯報(bào)他們?yōu)榛加新宰枞苑尾『头卫w維化的病人開發(fā)新的方法和生產(chǎn)肺的技術(shù)。
威仕和他的團(tuán)隊(duì)的工作重點(diǎn)是肺組織生物工程，其中包括使用一個(gè)支架 - 或框架 -從人類的尸體為患有肺部疾病末期的病人生產(chǎn)一個(gè)新的肺。他們的研究已經(jīng)進(jìn)行了多個(gè)方面的測(cè)試，從這些肺部剝離出在蜂窩材料，并用干細(xì)胞取代它，在努力發(fā)展新的，健康的可供移植的肺。
工作在動(dòng)物和人體模型，瓦格納，威仕和同事們已經(jīng)解決了在肺組織生物工程過程中面臨諸多挑戰(zhàn)，如脫細(xì)胞支架尸體的儲(chǔ)存和消毒，和供體肺的年齡和疾病狀態(tài)對(duì)這些過程的影響。
在最新的生物材料的研究之一，研究人員就能夠提高執(zhí)行人體肺部的高通量研究的能力的新穎的技術(shù)報(bào)告。
“一次性重新填充人的整個(gè)肺是昂貴和困難的，并且，不像在小鼠模型中，要達(dá)到研究時(shí)的多個(gè)條件很不容易，例如細(xì)胞類型，生長因素，環(huán)境影響和機(jī)械拉伸的- 正常的呼吸運(yùn)動(dòng) - 這都會(huì)影響成功的肺復(fù)活，”威仕解釋說。
為了解決這個(gè)些問題，瓦格納開發(fā)出一種技術(shù)來剖析出來，以生物/生理方式復(fù)活多個(gè)小片段，并且考慮到血管與肺的氣道和肺泡適當(dāng)?shù)娜S互動(dòng)。
用生物材料科學(xué)家博士，工程UVM助理教授Rachel Oldinski一起合作，他們進(jìn)一步開發(fā)出一種新方法，使用從海藻中提取的每個(gè)肺段之前復(fù)活涂料使用無毒，天然高分子。這個(gè)過程允許團(tuán)隊(duì)有選擇性地注入新的干細(xì)胞分化成小脫細(xì)胞肺段，同時(shí)保持血管和氣管通道。使用這種技術(shù)，使得在這兩個(gè)豬（豬）和人支架較高的保留了人類的干細(xì)胞，允許在對(duì)干細(xì)胞分化拉伸效果的研究中使用小肺段。
“進(jìn)行無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，并從單一的脫細(xì)胞人肺篩選多個(gè)條件的能力提供了一個(gè)途徑，以加快實(shí)現(xiàn)再生功能的肺組織用于移植的最終目標(biāo)的進(jìn)展情況，”瓦格納說。
通過另一種新的技術(shù) - 熱成像或熱成像 - 瓦格納和他的同事開發(fā)了在脫細(xì)胞過程監(jiān)控實(shí)時(shí)肺支架“的完整性和生理屬性的非侵入性和非破壞性的手段。根據(jù)瓦格納的說法，這種方法可以作為評(píng)價(jià)肺和最終的支架是否適合再生和移植的第一步。
這些新技術(shù)的發(fā)展是肺再生領(lǐng)域的“一個(gè)顯著的進(jìn)步”，瓦格納和她的合作者說。
這項(xiàng)研究，連同威仕和瓦格納的相關(guān)出版物在過去15個(gè)月展現(xiàn)了正面影響，作為美國復(fù)蘇與再投資法案資金的一部分，國立衛(wèi)生研究院（NIH）主任將4260000美元的健康研究補(bǔ)助在2010年10月給了威仕。除了這些科學(xué)成就，他也結(jié)下深厚的行業(yè)關(guān)系，以及，并擁有多項(xiàng)專利正在申請(qǐng)中。
“這項(xiàng)工作以幫助開發(fā)一個(gè)強(qiáng)勁的生物工程，連同醫(yī)學(xué)系正在進(jìn)行的干細(xì)胞活動(dòng)，為促進(jìn)醫(yī)學(xué)與工程學(xué)院之間的協(xié)作為核心，” 威仕說。
