Доктор Натан Велхэм, подводный патолог речевого языка, и коллеги от нескольких дисциплин смог к ткани голосовых связок биоинженера, которая в состоянии передать звук, они сообщили в исследовании, опубликованном в журнале Science Translational Medicine.Приблизительно 20 миллионов американцев страдают от голосовых нарушений, и у многих есть повреждение голосовых связок mucosae, специализированных тканей, которые вибрируют, поскольку воздух отодвигается их, давая начало голосу. В то время как инъекции коллагена и других материалов могут помочь некоторым в ближайшей перспективе, Велхэм говорит не, много может быть сделано для людей, у которых были более крупные области их голосовых связок, поврежденных или удаленных.
«Голос – довольно удивительная вещь, все же мы не даем его, очень думал, пока что-то не идет не так, как надо», говорит Велхэм, адъюнкт-профессор хирургии в подводной Медицинской школе и Здравоохранении. «Наши голосовые связки составлены из специальной ткани, которая должна быть достаточно гибкой, чтобы вибрировать, все же достаточно сильная, чтобы ударить вместе по сотням времен в секунду. Это – изящная система и твердая вещь копировать».
Welham и коллеги начали с ткани голосовых связок от трупа и четырех пациентов, которым удалили их гортани, но не имели рака. Они изолировали, очистили и вырастили клетки от слизистой оболочки, затем применили их к 3D лесам коллагена, подобный системе раньше выращивал искусственную кожу в лаборатории.
Приблизительно за две недели клетки росли рядом, чтобы сформировать ткань с гибкой, но сильной соединительной тканью ниже, и выложенные слоями эпителиальные клетки на вершине. Протеомный анализ показал, что клетки произвели многие из тех же самых белков как нормальные клетки голосовых связок. Физическое тестирование показало, что эпителиальные клетки также начали формировать незрелую подвальную мембрану, которая помогает создать барьер против болезнетворных микроорганизмов и раздражителей в воздушной трассе.Велхэм говорит, что выращенная лабораторией ткань «чувствовала себя подобно ткани голосовых связок», и тестирование материалов показало, что у этого были качества вязкости и эластичности, подобной нормальной ткани.
Чтобы видеть, могло ли бы это передать звук, исследователи пересадили полученную биотехнологическими методами ткань на одну сторону larynges, который был удален из собак трупа. larynges были присоединены к искусственным трахеям, и теплый, увлажненный воздух был унесен через них. Мало того, что ткань производила звук, но и быстродействующее цифровое отображение, показал спроектированную слизистую оболочку, вибрирующую как родная ткань на противостоящей стороне. Акустический анализ также показал, что у двух типов ткани были подобные здравые особенности.Наконец, исследователи хотели видеть, будет ли ткань отторгнута или принята мышами, которые были спроектированы, чтобы иметь человеческие иммунные системы.
Ткань выросла и не была отторгнута, выступив одинаково хорошо у мышей, у которых была иммунная система дарителя клетки гортани (созданный через донорство крови от дарителей клетки гортани) и мыши с различными человеческими иммунными системами.«Кажется, что спроектированная ткань голосовых связок может быть похожей на ткань роговой оболочки, в которой это – immunoprivileged, означая, что это не выделяет хозяина свободная реакция», говорит Велхэм, добавляя, что более ранние исследования также предложили это.Одним способом ткань не была так же хороша как реальная вещь: Его структура волокна была менее сложной, чем взрослые голосовые связки, но авторы сказали, что это не было удивительно, потому что человеческие голосовые связки продолжают развиваться в течение по крайней мере 13 лет после рождения.
Велхэм говорит ткань голосовых связок, которая свободна от рака, редкий товар, таким образом, клинические заявления или потребуют банковского дела и расширения клеток человека или использования стволовых клеток, полученных из костного мозга или других тканей. Стволовые клетки могли быть запущены, чтобы дифференцироваться в клетки голосовых связок, выставив их вибрации и растяжимым силам в «гортанном биореакторе».
Такая работа преследуется другими лабораториями, включая в Висконсине.Клинические заявления – все еще годы далеко, но Велхэм говорит, что это исследование доказательства принципа – «прочная оценка» вдоль маршрута к ткани голосовых связок замены.
Продвижение этой многообещающей работы требует большего количества тестирования безопасности и долгосрочной функции.