장기 성장은 언제 시작되나요? 인공 장기 성장

현대 의학은 진정한 기적을 일으킬 수 있습니다. 매년 과학자들은 다양한 병리학적 상태를 치료하는 점점 더 많은 새로운 방법을 찾고 있으며, 최신 기술 성과가 특히 관심을 끌고 있습니다. 의사들은 머지않아 원격으로 질병을 치료하고, 몇 분 만에 전신 진단을 받고, 현대 컴퓨터 기술을 사용하여 질병을 예방할 수 있을 것이라고 확신합니다. 그리고 이식을 위해 인간 장기를 성장시키는 것처럼 겉으로는 환상적으로 보이는 아이디어가 점차 현실이 되고 있습니다.

오늘날 과학자들은 장기와 관련된 많은 활발한 개발과 연구를 수행하고 있습니다. 인간의 몸. 아마도 우리 각자는 현대 사회에서 그런 말을 들었을 것입니다. 엄청난 양사람들은 장기나 조직 이식이 필요하며, 기증자 물질의 양으로는 이 필요를 감당할 수 없습니다. 따라서 과학자들은 이러한 상황에 대처할 수 있는 기술을 수년 동안 개발해 왔습니다. 그리고 오늘날에도 장기를 "성장"하는 방법의 활발한 개발이 계속되고 있습니다. 어떤 장기의 특성에도 적응할 수 있는 신체의 줄기세포를 출발물질로 사용합니다.

인간 장기의 인공 배양

현재까지 줄기세포에서 장기를 활발하게 성장시키기 위한 여러 기술이 이미 발명되었습니다. 2004년에 과학자들은 완전히 기능하는 모세혈관을 만드는 데 성공했습니다. 그리고 2005년에는 뇌와 신경계의 본격적인 세포가 성장했습니다. 2006년에 스위스 의사들은 심장 판막 성장에 성공했고, 영국 의사들은 간 조직 세포 성장에 성공했습니다. 같은 해 미국인들은 본격적인 기관인 방광을 만들었고 2007에서는 눈의 각막을 얻었습니다. 또 다른 1년 후, 과학자들은 오래된 심장의 틀을 기초로 하여 새로운 심장을 성장시키는 데 성공했습니다. 이러한 과학 실험을 위해 성인 쥐의 심장이 사용되었으며 기관에서 모든 근육 조직을 제거한 특수 용액에 넣었습니다. 다음으로, 생성된 틀에 갓 태어난 쥐로부터 얻은 심장 근육 세포를 파종하였다. 단 2주 후에, 그 기관은 혈액을 펌프질할 수 있게 되었습니다.

오늘날 많은 의사들은 이식이 더 이상 선택된 소수에게만 장기를 얻는 데 드는 비용이 많이 드는 수술이 아니며 단지 소액의 비용만 필요하게 될 것이라고 확신합니다.

따라서 지난 몇 년간 수많은 외과 적 개입인공적으로 성장한 기관을 이식하고, 여기에 골수에서 분리한 환자 자신의 세포를 적용했다. 그러한 세포 덕분에 수혜자의 신체는 이식된 장기를 거부하지 않고 정상적으로 뿌리를 내리고 새로운 조건에 적응합니다. 이 수술을 통해 환자는 다시 독립적으로 숨을 쉬고 말할 수 있게 됩니다.

다른 방법을 사용하여 이식용 인간 장기 성장

하나 더 최첨단 성과과학은 장기의 3D 프린팅이라고 할 수 있습니다. 이 놀라운 기술은 특별한 생화학 기계를 사용하여 수행됩니다. 최초의 실험은 클래식 잉크젯 프린터에서 수행되었습니다. 과학자들은 인체의 세포가 표준 잉크 방울과 같은 크기라는 것을 발견했습니다. 이 데이터를 숫자로 변환하면 10미크론의 크기를 얻게 됩니다. 그리고 바이오프린팅을 사용하면 세포의 90%가 생존 가능한 상태로 유지됩니다.

현재까지 전문가들은 귀, 심장 판막 및 혈관을 인쇄할 수 있었습니다. 무엇보다도 3D 프린터를 사용하면 추가 이식에 적합한 뼈 조직과 피부까지 만들 수 있습니다.

오르간 프린팅은 특수 감광성 하이드로겔, 특수 파우더 필러 또는 액체를 사용하여 수행됩니다. 작업 재료는 디스펜서에서 한 방울씩 또는 일정한 흐름으로 공급됩니다. 이것이 연조직이나 연골 조직이 생성되는 방식입니다. 뼈 임플란트를 얻기 위해 천연 유래 폴리머의 층별 융합이 수행됩니다.

성장

영국 과학자들은 치과학, 더 정확하게는 치열교정학의 문제를 다루게 되었습니다. 오늘날 의사들은 잃어버린 치아를 복원하는 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다. 치아는 환자의 구강에서 직접 독립적으로 성장할 것으로 이해됩니다.

먼저 치과의사는 잇몸 상피와 줄기세포를 이용해 '치아배아'를 만든다. 이 조작은 시험관에서 수행됩니다. 그 후, 세포는 원하는 유형의 치아로 변하도록 강제하는 특별한 자극으로 자극됩니다. 그런 다음 시험관에 그러한 기초가 형성됩니다. 그 후에야 구강 내부에 배치됩니다. 거기에 이식되어 자체적으로 원하는 크기에 도달합니다.

따라서 오늘날 현대 과학이 성장시키려고 노력하지 않은 다양한 생물학적 조직은 하나도 없습니다. 그러나 달성된 성공에도 불구하고 이를 인위적으로 성장한 유사품으로 대체하는 것은 아직 불가능합니다. 이는 미래의 문제입니다.

민속 요리법

전통 의학은 장기 이식의 필요성을 피하는 데 도움이 될 것입니다. 종종 신장 이식이 필요한 위험한 신부전을 포함하여 다양한 병리학적 상태를 치료하는 데 사용할 수 있습니다.

이것으로 병리학적 상태치료사는 으깬 링곤베리 잎, 아마씨, 금송화 꽃, 삼색 보라색 허브를 같은 비율로 섞을 것을 권장합니다. 1 리터의 끓는 물로 결과 혼합물 2 큰술을 끓입니다. 이 제품을 약한 불로 10분 동안 끓인 후 보온병에 12시간 동안 붓습니다. 하루에 세 번, 식사 약 1시간 전에 걸쭉한 음료를 1/4에서 1/2컵씩 섭취하세요.

민간 요법 사용의 타당성은 의사와 논의해야합니다.

예카테리나, www.site
Google

- 독자 여러분! 발견한 오타를 강조표시하고 Ctrl+Enter를 누르십시오. 거기에 무엇이 잘못되었는지 알려주십시오.
- 아래에 의견을 남겨주세요! 우리는 당신에게 묻습니다! 우리는 당신의 의견을 알아야 합니다! 감사합니다! 감사합니다!

직장에서 의학 과학자

수년 동안 전 세계의 과학자들은 세포에서 작동하는 조직과 기관을 만드는 데 노력해 왔습니다. 가장 일반적인 방법은 줄기세포에서 새로운 조직을 성장시키는 것입니다. 이 기술은 수년 동안 개발되어 지속적으로 성공을 거두고 있습니다. 그러나 특정 환자의 줄기 세포에서만 장기를 성장시킬 수 있기 때문에 필요한 수의 장기를 완전히 제공하는 것은 아직 불가능합니다.

영국의 과학자들은 이전에 어느 누구도 해내지 못했던 일, 즉 세포를 재프로그램하여 작동하는 기관으로 성장시키는 일을 해냈습니다. 이를 통해 가까운 미래에 이식용 장기를 필요한 모든 사람에게 제공하는 것이 가능해질 것입니다.

줄기 세포에서 장기 성장

줄기세포에서 장기를 성장시키는 것은 오랫동안 의사들에게 친숙한 일이었습니다. 줄기세포는 신체의 모든 세포의 전구세포입니다. 손상된 세포를 대체할 수 있으며 신체를 복원하도록 고안되었습니다. 이 세포의 최대 수는 출생 후 어린이에게 발생하며 나이가 들수록 그 수는 감소합니다. 따라서 신체의 자체 치유 능력은 점차 감소합니다.

세계는 이미 줄기세포로부터 완전히 기능하는 많은 기관을 만들어냈습니다. 예를 들어 2004년 일본에서는 줄기세포로부터 모세혈관과 혈관을 만들었습니다. 그리고 2005년에 미국 과학자들은 뇌세포를 만드는 데 성공했습니다. 밸브는 2006년 스위스에서 만들어졌습니다. 인간의 마음줄기세포에서. 또한 2006년에는 영국에서 간 조직이 만들어졌습니다. 오늘날까지 과학자들은 신체의 거의 모든 조직, 심지어 치아 성장까지 다루었습니다.

미국에서 매우 흥미로운 실험이 수행되었습니다. 그들은 오래된 프레임에서 새로운 하트를 자랐습니다.기증자의 심장에서 근육이 제거되고 줄기세포에서 새로운 근육이 자라났습니다. 이는 기증 장기가 "우리 자신"이 되기 때문에 거부 가능성을 완전히 제거합니다. 그런데 해부학적으로 인간의 심장과 매우 ​​유사한 돼지의 심장을 틀로 활용하는 것이 가능하다는 의견도 있다.

이식용 장기를 성장시키는 새로운 방법(비디오)

기존 장기 성장 방법의 가장 큰 단점은 환자 자신의 줄기 세포에서 장기를 생산해야 한다는 것입니다. 모든 환자가 줄기세포를 가질 수 있는 것은 아니며, 특히 모든 사람이 기성 냉동 세포를 갖고 있는 것은 아닙니다. 그러나 최근 에든버러 대학의 연구자들은 필요한 기관이 성장할 수 있도록 신체 세포를 재프로그램하는 데 성공했습니다. 예측에 따르면, 이 기술의 광범위한 사용은 약 10년 후에 가능해질 것입니다.

시험관에서 인간 장기를 성장시켜 이식이 필요한 사람에게 이식하는 능력은 이식학자들의 꿈입니다. 전 세계의 과학자들이 이에 대해 연구하고 있으며 이미 조직, 장기의 작은 작업 복사본을 만드는 방법을 배웠으며 실제로 우리는 본격적인 예비 눈, 폐 및 신장에서 가까운 거리에 있습니다. 지금까지 세포 소기관은 주로 과학적인 목적으로 사용되었으며, 장기의 작동 방식과 질병 발생 방식을 이해하기 위해 성장했습니다. 그러나 여기서부터 이식까지는 몇 가지 단계만 거치면 됩니다. MedNews는 가장 유망한 프로젝트에 대한 정보를 수집했습니다.

폐. 텍사스 대학의 과학자들은 생물반응기에서 인간의 폐를 배양했습니다. 사실, 혈관이 없으면 그러한 폐는 기능하지 않습니다. 그러나 뉴욕 컬럼비아 대학 의료 센터의 과학자 팀은 최근 생체 외 설치류에서 관류되고 건강한 혈관계를 갖춘 세계 최초의 기능성 폐를 생산했습니다.

심장 근육 조직. 미시간 대학의 생명공학자들은 시험관에서 근육 조직의 일부를 성장시키는 데 성공했습니다. 사실, 그러한 조직으로 만들어진 심장은 원래의 심장보다 두 배나 약해 아직 완전히 기능할 수 없습니다. 그러나 이것은 아직까지 가장 강력한 심장 조직 샘플입니다.

뼈. 이스라엘 생명공학 회사인 Bonus BioGroup은 3D 스캔을 사용하여 젤 형태의 뼈 뼈대를 만든 후 지방에서 채취한 줄기 세포를 심었습니다. 그들은 생성된 뼈를 설치류에 성공적으로 이식했습니다. 동일한 기술을 사용하여 인간의 뼈를 성장시키려는 실험이 이미 계획되고 있습니다.

위 조직. 신시내티(오하이오)에 있는 아동 의료 임상 센터의 제임스 웰스(James Wells)가 이끄는 과학자들은 배아 줄기 세포와 줄기 세포로 재프로그램화된 성인 다능성 세포를 사용하여 시험관 내에서 인간 위의 3차원 구조를 성장시키는 데 성공했습니다. 이러한 구조는 인간에게 필요한 모든 산과 소화 효소를 생산할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.

일본 과학자들이 페트리 접시에서 눈을 키웠다. 인공적으로 성장한 눈에는 망막의 주요 층인 색소 상피, 광수용체, 신경절 세포 등이 포함되어 있습니다. 아직 완전히 이식하는 것은 불가능하지만 조직 이식은 매우 유망한 방향이다. 배아줄기세포를 출발물질로 사용하였다.

Genentech 과학자들은 단일 세포에서 전립선을 성장시켰습니다.. 캘리포니아의 분자 생물학자들은 단일 세포에서 전체 기관을 성장시키는 데 성공했습니다.
과학자들은 전립선 조직에서 전체 장기로 성장할 수 있는 유일하게 강력한 줄기 세포를 발견했습니다. 그러한 세포는 1%보다 약간 적은 것으로 밝혀졌습니다. 총 수. 이번 연구에서는 쥐 97마리에게 신장 아래에 이런 세포를 이식했고, 그 중 14마리는 정상적으로 기능할 수 있는 완전한 전립선을 키웠다. 생물학자들은 농도가 0.2%에 불과하기는 하지만 인간의 전립선에서도 정확히 동일한 세포 집단을 발견했습니다.

심장 판막. 스위스 취리히 대학의 Simon Hoerstrup 박사와 Dorthe Schmidt 박사는 양수에서 채취한 줄기 세포를 사용하여 인간의 심장 판막을 성장시킬 수 있었습니다. 이제 의사들은 태아 상태에 심장 결함이 있는 태아를 위해 특별히 심장 판막을 키울 수 있게 되었습니다.

외이. 줄기세포를 사용하여 과학자들은 성장했습니다. 이 실험은 토마스 세르반테스(Thomas Cervantes)의 지시에 따라 도쿄 대학과 교토 대학의 연구원들이 수행했습니다.

가죽.취리히 대학(스위스)과 이 도시의 대학 아동 병원의 과학자들은 처음으로 실험실에서 혈액과 림프관이 침투한 인간 피부를 성장시킬 수 있었습니다. 생성된 피부 플랩은 기능을 거의 완벽하게 수행할 수 있습니다. 건강한 피부화상, 수술 결함 또는 피부 질환.

콩팥. 과학자들이 처음으로 인슐린을 생산할 수 있는 능력을 만들어냈습니다. 제1형 당뇨병을 치료하려는 또 다른 시도.

신장. 호주 퀸즈랜드 대학의 과학자들은 피부 줄기 세포에서 인공 신장을 키우는 방법을 배웠습니다. 지금까지 이것은 1cm 크기의 작은 유기체에 불과하지만 구조와 기능면에서 성인의 신장과 거의 동일합니다.

생명을 위협하는 질병을 포함한 많은 질병은 특정 기관의 기능 장애(예: 신부전, 심부전, 당뇨병 등)와 관련이 있습니다. 모든 경우에 이러한 장애가 전통적인 약리학적 또는 외과적 개입을 통해 교정될 수 있는 것은 아닙니다.

이 기사는 생물학적 장기 배양의 기존 성과에 대한 정보를 제공합니다.

심각한 손상이 발생한 경우 환자의 장기 기능을 회복할 수 있는 여러 가지 대체 방법이 있습니다.

신체의 재생 과정을 자극합니다. 약리학적 효과 외에도 신체의 완전한 기능성 세포로 전환될 수 있는 능력을 가진 줄기세포를 신체에 도입하는 절차를 사용합니다. 심장 마비, 뇌졸중, 신경 퇴행성 질환, 당뇨병 등 사회에서 가장 흔한 질병을 포함하여 줄기 세포를 사용하는 다양한 질병의 치료에서 이미 긍정적인 결과가 얻어졌습니다. 그러나 이 치료 방법은 상대적으로 경미한 장기 손상을 제거하는 데에만 적용 가능하다는 것이 분명합니다.
비생물학적 기원의 장치를 사용하여 장기 기능을 보충합니다. 이는 환자가 특정 시간 동안 연결되는 대형 장치일 수 있습니다(예: 신부전증을 위한 혈액투석기). 웨어러블 장치 모델이나 신체 내부에 이식된 장치도 있습니다(환자의 장기를 그대로 두고 이를 수행할 수 있는 옵션이 있지만 때로는 AbioCor의 경우처럼 장치가 제거되고 장치가 기능을 완전히 대신하는 경우도 있음). 인공 심장). 어떤 경우에는 필요한 기증 장기가 제공될 때까지 기다리는 동안 이러한 장치가 사용됩니다. 지금까지 비생물학적 유사체는 자연 장기에 비해 완성도가 현저히 떨어집니다.
기증 장기의 사용. 한 사람에게서 다른 사람에게 이식된 기증 장기는 이미 널리 사용되고 있으며 때로는 임상 실습에서 성공적으로 사용되고 있습니다. 그러나 이 방향은 기증 장기의 심각한 부족, 외부 장기에 대한 면역 체계의 거부 반응 문제 등 여러 가지 문제에 직면해 있습니다. 이미 동물 장기를 인간에게 이식하려는 시도가 있었습니다(이것은 이종 이식이라고 함), 그러나 지금까지 이 방법을 사용한 성공률은 그리 높지 않으며 실제로 구현되지 않았습니다. 그러나 유전자 변형 등을 통해 이종 이식의 효율성을 향상시키는 연구가 진행 중입니다.
성장하는 장기. 장기는 인체 내부와 신체 외부 모두에서 인공적으로 자랄 수 있습니다. 어떤 경우에는 이식 대상자의 세포에서 장기를 성장시키는 것이 가능합니다. 예를 들어 3D 프린터 원리에 따라 작동하는 특수 장치를 사용하여 생물학적 장기를 성장시키는 다양한 방법이 개발되었습니다. 고려 중인 방향에는 손상된 인체를 보존된 뇌로 독립적으로 대체하고 성장할 수 있는 가능성에 대한 제안이 포함되어 있습니다. 발달중인 유기체, 클론 - "식물"(생각할 수 있는 능력이 없음).
장기 부전 문제를 해결하기 위해 나열된 네 가지 옵션 중에서 장기를 키우는 것이 신체가 큰 손상으로부터 회복하는 가장 자연스러운 방법일 수 있습니다.

의학적 필요에 따른 개별 장기 성장의 성과와 전망

조직 성장

단순조직을 키우는 것은 이미 존재하고 실무에 활용되고 있는 기술이다.

가죽

손상된 피부 부위를 복원하는 것은 이미 임상 실습의 일부입니다. 어떤 경우에는 특별한 영향을 통해 화상 피해자와 같은 사람 자신의 피부를 재생하는 방법이 사용됩니다. 예를 들어 이것은 R.R. B.K.가 이끄는 팀이 개발한 Rakhmatullin 바이오 플라스틱 소재 hyamatrix 또는 biocol. Gavrilyuk. 화상 부위의 피부를 성장시키기 위해 특수 하이드로겔도 사용됩니다.

특수 프린터를 사용하여 피부 조직 조각을 인쇄하는 방법도 개발되고 있습니다. 예를 들어, 이러한 기술의 생성은 미국 재생 의학 센터 AFIRM 및 WFIRM의 개발자에 의해 수행됩니다.

피츠버그 대학 재생의학 연구소의 Jorg Gerlach 박사와 동료들은 다양한 정도의 화상에서 사람들이 더 빨리 치유되도록 돕는 피부 이식 장치를 발명했습니다. 스킨건은 피해자의 줄기세포가 포함된 용액을 피해자의 손상된 피부에 분사합니다. 지금은 새로운 방법치료는 실험 단계에 있지만 결과는 이미 인상적입니다. 심한 화상은 단 며칠 만에 치유됩니다.

뼈

Gordana Vunjak-Novakovic이 이끄는 컬럼비아 대학교 연구원 그룹은 비계에 주입된 줄기 세포에서 측두하악 관절의 일부와 유사한 뼈 조각을 얻었습니다.

이스라엘 회사 Bonus Biogroup(설립자 겸 CEO Shai Meretzki)의 과학자들은 지방흡입을 통해 얻은 환자의 지방 조직에서 인간의 뼈를 성장시키는 방법을 개발하고 있습니다. 이렇게 성장한 뼈는 이미 쥐의 발에 성공적으로 이식된 바 있다.

이

이탈리아 우디네 대학의 과학자들은 체외에서 지방 조직의 단일 세포로부터 얻은 중간엽 줄기세포 집단이 특정 구조적 기질이나 기질이 없는 경우에도 치아와 유사한 구조로 분화될 수 있음을 보여줄 수 있었습니다. 세균.

도쿄 대학의 과학자들은 쥐 줄기 세포의 치아 뼈와 결합 섬유로 본격적인 치아를 성장시켜 동물의 턱에 이식하는 데 성공했습니다.

연골

Jeremy Mao가 이끄는 컬럼비아 대학 의료 센터의 전문가들이 회복을 달성했습니다. 관절연골토끼들.

먼저, 연구자들은 동물의 어깨 관절의 연골 조직과 뼈 조직의 밑에 있는 층을 제거했습니다. 그런 다음 그는 제거된 조직 대신 콜라겐 지지체를 배치했습니다.

지지체에 형질전환성장인자가 포함된 동물에서는 세포 분화와 성장을 조절하는 단백질, 상완골의 뼈와 연골 조직이 재형성되고 관절의 움직임이 완전히 회복되었습니다.

오스틴에 있는 텍사스 대학의 미국 과학자 그룹은 기계적 특성과 다양한 영역에서 다양한 세포외 기질의 구성을 가진 연골 조직을 만드는 데 진전을 이루었습니다.

1997년 보스턴 매사추세츠 종합병원의 외과의사 제이 브스칸티(Jay Vscanti)가 쥐 뒤에서 성공했다. 인간의 귀연골 세포를 사용합니다.

존스 홉킨스 대학교 의사들은 암을 앓고 있는 42세 여성에게서 종양에 걸린 귀와 두개골 일부를 제거했습니다. 가슴의 연골조직과 피부, 환자 몸의 다른 부위의 혈관을 이용해 인공귀를 팔에 키워 올바른 위치에 이식했다.

선박

Ying Zheng 교수 그룹의 연구원들은 실험실에서 본격적인 혈관을 성장시켜 성장을 제어하고 복잡한 구조를 형성하는 방법을 배웠습니다. 혈관은 가지를 형성하고 수축하는 물질에 정상적으로 반응하여 날카로운 모서리를 통해서도 혈액을 운반합니다.

라이스 대학교 제니퍼 웨스트(Jennifer West) 총장과 베일러 의과대학(BCM) 분자 생리학자 메리 디킨슨(Mary Dickinson)이 이끄는 과학자들은 무독성 플라스틱인 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 기본 재료로 사용해 모세혈관을 포함한 혈관을 성장시키는 방법을 찾았습니다. 과학자들은 신체의 세포외 기질을 모방하기 위해 PEG를 변형했습니다.

그런 다음 혈관을 형성하는 데 필요한 두 가지 유형의 세포와 결합했습니다. 빛을 사용하여 PEG 폴리머 가닥을 3차원 젤로 전환하여 살아있는 세포와 성장 인자를 포함하는 부드러운 하이드로겔을 만들었습니다. 그 결과, 과학자들은 세포가 젤 전체에서 어떻게 모세혈관을 천천히 형성하는지 관찰할 수 있었습니다.

새로운 혈관 네트워크를 테스트하기 위해 과학자들은 자연적인 혈액 공급이 없는 생쥐의 각막에 하이드로겔을 이식했습니다. 동물의 혈액에 염료를 도입하면 새로 형성된 모세혈관에 정상적인 혈류가 존재한다는 것이 확인되었습니다.

수치트라 수미트란-홀게르손(Suchitra Sumitran-Holgersson) 교수가 이끄는 예테보리 대학의 스웨덴 의사들은 환자의 줄기세포에서 자란 정맥을 이식하는 세계 최초의 수술을 수행했습니다.

사망한 기증자로부터 얻은 약 9cm 길이의 장골 정맥 부분에서 기증자 세포가 제거되었습니다. 소녀의 줄기세포는 남은 단백질 프레임 안에 배치되었습니다. 2주 후, 평활근과 내피가 자라는 정맥을 이식하는 수술이 시행되었습니다.

수술 후 1년 이상이 지났지만 환자의 혈액에서는 이식에 대한 항체가 검출되지 않았으며 아이의 건강도 호전되었습니다.

근육

미국 우스터 폴리테크닉 연구소(Worcester Polytechnic Institute)의 연구원들은 인간 근육 세포층으로 덮인 단백질 폴리머 피브린으로 만들어진 마이크로실을 성장시키고 이식함으로써 생쥐의 큰 근육 상처를 성공적으로 치료했습니다.

Technion-Israel Institute of Technology의 이스라엘 과학자들이 연구하고 있습니다. 필수 학위시험관 내에서 조직의 혈관화 및 조직화를 통해 조직 공학적 혈관화 근육 임플란트의 생존 및 통합을 개선할 수 있습니다.

피

Luc Douay가 이끄는 파리 Pierre and Marie Curie 대학의 연구원들은 세계 최초로 인간 지원자들을 대상으로 줄기세포에서 배양한 인공 혈액 테스트에 성공했습니다.

실험 참가자 각각은 100억 개의 적혈구를 받았는데, 이는 약 2밀리리터의 혈액에 해당합니다. 생성된 세포의 생존 수준은 기존 적혈구의 생존 수준과 비슷했습니다.

골수

시험관 내에서 혈액 세포를 생성하도록 설계된 인공 골수는 니콜라스 코토프(Nicholas Kotov)가 이끄는 미시간 대학교 화학공학 연구소(University of Michigan Chemical Engineering Laboratory)의 연구원들에 의해 처음으로 성공적으로 만들어졌습니다. 그것의 도움으로 조혈 줄기 세포와 B 림프구 (항체를 생성하는 면역 체계의 세포)를 얻는 것이 이미 가능합니다.

성장 복잡한 기관

방광

미국 웨이크 포레스트 대학교(Wake Forest University)의 Anthony Atala 박사와 그의 동료들은 환자 자신의 세포에서 방광을 키워 환자에게 이식하고 있습니다. 그들은 여러 명의 환자를 선택하고 그들에게서 방광 생검(근육 섬유 및 요로 상피 세포 샘플)을 채취했습니다. 이 세포들은 거품 모양의 바닥에 놓인 페트리 접시에서 7~8주 동안 증식되었습니다. 그런 다음 이런 방식으로 성장한 장기를 환자의 몸에 꿰매었습니다. 수년에 걸쳐 환자를 관찰한 결과, 오래된 치료 방법의 특징인 부정적인 영향 없이 장기가 잘 기능하는 것으로 나타났습니다. 실제로 피부나 뼈 등 단순한 조직이 아닌 상당히 복잡한 장기를 인위적으로 체외에서 키워 인체에 이식한 것은 이번이 처음이다. 이 팀은 또한 다른 조직과 기관을 성장시키는 방법도 개발하고 있습니다.

기관

스페인 외과의사가 30세 클라우디아 카스티요(Claudia Castillo) 환자의 줄기세포에서 배양한 세계 최초의 기관 이식을 수행했습니다. 장기는 기증된 콜라겐 섬유 지지체를 사용하여 브리스톨 대학에서 성장했습니다. 수술은 바르셀로나 병원의 Paolo Macchiarini 교수가 집도했습니다.

Macchiarini 교수는 러시아 연구자들과 적극적으로 협력하여 러시아에서 최초로 성장한 기관 이식 수술을 수행할 수 있었습니다.

신장

2002년 Advanced Cell Technology에서는 줄기세포를 얻기 위한 복제 기술을 사용하여 소의 귀에서 채취한 단일 세포에서 완전한 신장을 성장시키는 데 성공했다고 보고했습니다. 특수 물질을 이용해 줄기세포를 신장세포로 변화시켰다.

조직은 하버드 의과대학에서 만든 자기 파괴 물질로 만들어진 비계 위에서 성장했으며 일반적인 신장 모양이었습니다.

길이가 약 5cm인 신장을 소의 주요 기관 근처에 이식했습니다. 그 결과, 인공신장은 성공적으로 소변을 생산하기 시작했습니다.

간

Korkut Uygun이 이끄는 매사추세츠 종합병원의 미국 전문가들은 실험실에서 자신의 세포에서 배양한 간을 여러 쥐에 성공적으로 이식했습니다.

연구자들은 실험용 쥐 5마리의 간을 적출하고 숙주 세포를 제거하여 장기를 위한 결합 조직 지지체를 얻었습니다. 그런 다음 연구자들은 수용 쥐로부터 채취한 약 5천만 개의 간 세포를 5개의 생성된 지지체 각각에 주입했습니다. 2주 이내에 세포가 채워진 각 지지체에 완전히 기능하는 간이 형성되었습니다. 그런 다음 실험실에서 배양한 장기를 쥐 5마리에게 성공적으로 이식했습니다.

마음

메그디 야콥(Megdi Yacoub)이 이끄는 영국 하필드 병원(British Haafield Hospital)의 과학자들은 줄기세포를 '건축자재'로 사용해 역사상 처음으로 심장의 일부를 성장시켰다. 의사들은 인간의 혈류를 담당하는 심장 판막과 똑같이 작동하는 조직을 성장시켰습니다.

독일 로스토크 대학(University of Rostock)의 과학자들은 LIFT(Laser-Induced-Forward-Transfer) 세포 인쇄 기술을 사용하여 심장 재생을 위한 "패치"를 생산했습니다.

폐

Laura Niklason이 이끄는 Yale University의 미국 과학자들은 실험실에서 (기증자 세포외 기질에서) 폐를 성장시켰습니다.

매트릭스는 폐 상피 세포와 다른 개인에게서 채취한 혈관의 내부 내벽으로 채워져 있었습니다. 연구자들은 생물반응기에서의 배양을 통해 새로운 폐를 성장시킬 수 있었고, 이를 여러 마리의 쥐에게 이식했습니다.

장기는 이식 후 45분에서 2시간까지 다양한 개인에서 정상적으로 기능했습니다. 그러나 그 후 폐 혈관에 혈전이 형성되기 시작했습니다. 또한 연구원들은 기관의 내강으로 누출되는 소량의 혈액을 기록했습니다. 그러나 처음으로 연구자들은 폐 이식을 위한 재생의학의 잠재력을 입증할 수 있었습니다.

장

나카지마 요시유키(Yoshiyuki Nakajima)가 이끄는 나라 의과대학의 일본 연구자 그룹이 유도 만능 줄기세포로부터 쥐 장의 단편을 만드는 데 성공했습니다.

그 기능적 특징, 근육 및 신경 세포의 구조는 정상적인 장에 해당합니다. 예를 들어, 음식을 옮기기 위해 수축할 수 있습니다.

콩팥

이스라엘 Technion Institute의 연구원들은 Shulamit Levenberg 교수의 지도 하에 3차원 혈관 네트워크로 둘러싸인 분비 세포를 포함하는 췌장 조직을 성장시키는 방법을 개발했습니다.

이러한 조직을 당뇨병이 있는 쥐에 이식하면 동물의 혈당 수치가 크게 감소했습니다.

흉선

코네티컷 대학교 건강 센터(미국)의 과학자들은 쥐 배아 줄기 세포(ESC)를 흉선 상피 전구 세포(PET)로 시험관 내에서 직접 분화하는 방법을 개발했습니다. PET는 생체 내에서 흉선 세포로 분화되어 정상적인 구조를 회복했습니다.

전립선

멜버른 연구소의 과학자 Pru Cowin, Gail Risbridger 교수 및 Renya Taylor 박사 의학 연구 Monash는 배아줄기세포를 사용하여 생쥐에서 인간 전립선을 성장시킨 최초의 회사가 되었습니다.

난소

브라운 대학의 산드라 카슨(Sandra Carson)이 이끄는 전문가 팀은 실험실에서 생성된 기관에서 첫 번째 난자를 성장시키는 데 성공했습니다. 이 경로는 "젊은 그라피안 소포" 단계에서 완전한 성체 단계로 넘어갔습니다.

음경, 요도

앤서니 아탈라(Anthony Atala)가 이끄는 웨이크 포레스트 재생의학 연구소(미국 노스캐롤라이나)의 연구원들은 성기를 키우고 토끼에게 성공적으로 이식했습니다. 수술 후 음경의 기능이 회복되었고 토끼는 암컷을 임신시켜 새끼를 낳았습니다.

노스캐롤라이나 주 윈스턴세일럼에 있는 웨이크 포레스트 대학의 과학자들은 환자 자신의 조직에서 요도를 성장시켰습니다. 실험에서 그들은 다섯 명의 십대들이 손상된 근관의 온전함을 복원하도록 도왔습니다.

눈, 각막, 망막

도쿄 대학의 생물학자들은 안구가 제거된 개구리의 안와에 배아줄기세포를 이식했습니다. 그런 다음 눈구멍은 특별한 것으로 채워졌습니다. 영양배지세포에 영양을 공급해준 것입니다. 몇 주 후에 배아 세포는 새로운 안구로 성장했습니다. 게다가 눈뿐만 아니라 시력도 회복되었습니다. 새로운 안구는 시신경 및 영양 동맥과 ​​융합되어 이전 시력 기관을 완전히 대체합니다.

스웨덴 살그렌스카 아카데미(Sahlgrenska Academy)의 과학자들이 처음으로 줄기세포로부터 인간 각막 배양에 성공했습니다. 이는 향후 기증 각막을 오랫동안 기다리는 것을 방지하는 데 도움이 될 것입니다.

Hans Keirstead가 이끄는 University of California, Irvine의 연구원들은 실험실에서 줄기 세포로부터 8층 망막을 성장시켰습니다. 이는 색소성 망막염 및 황반 변성과 같은 실명 질환을 치료하기 위해 이식 가능한 망막을 개발하는 데 도움이 될 것입니다. 그들은 현재 동물 모델에 그러한 망막을 이식할 가능성을 테스트하고 있습니다.

신경조직

요시키 사사이(Yoshiki Sasai)가 이끄는 일본 고베의 RIKEN 발달 생물학 센터의 연구원들은 쥐에 성공적으로 이식된 줄기 세포에서 뇌하수체를 성장시키는 기술을 개발했습니다. 과학자들은 발달 중인 배아의 뇌하수체가 형성되는 환경과 유사한 환경을 조성하고 세포에 풍부한 산소 공급을 보장하는 물질을 쥐 배아줄기세포에 영향을 주어 두 가지 유형의 조직을 생성하는 문제를 해결했습니다. 그 결과, 세포는 뇌하수체 호르몬을 분비하는 내분비 세포 복합체를 포함하는 뇌하수체와 외관이 유사한 3차원 구조를 형성했습니다.

니즈니 노브고로드 주립 의과대학 세포 기술 연구소의 과학자들은 실제로 뇌의 일부인 신경망을 성장시키는 데 성공했습니다.

그들은 성장의 모든 단계에서 이러한 뉴런의 전기적 활동을 기록할 수 있는 많은 전극 기판인 특수 매트릭스에서 신경 네트워크를 성장시켰습니다.

결론

위의 간행물 검토에 따르면 피부와 뼈와 같은 가장 단순한 조직뿐만 아니라 방광이나 기관과 같은 매우 복잡한 기관까지 사람의 치료를 위해 장기 배양을 사용하는 데 이미 상당한 진전이 있었습니다. 더욱 복잡한 장기(심장, 간, 눈 등)를 성장시키는 기술은 여전히 ​​동물을 대상으로 테스트되고 있습니다. 이식학에 사용되는 것 외에도 이러한 장기는 예를 들어 실험실 동물에 대한 일부 실험을 대체하는 실험이나 예술의 요구에 사용될 수 있습니다(앞서 언급한 J. Vacanti가 그랬던 것처럼). 매년 장기 재배 분야에서 새로운 결과가 나타납니다. 과학자들의 예측에 따르면, 복잡한 장기를 성장시키는 기술의 개발과 구현은 시간 문제이며, 앞으로 수십 년 안에 복잡한 장기의 배양이 널리 보급될 정도로 기술이 개발될 가능성이 높습니다. 의학에서 사용되며 현재 가장 일반적인 기증자 이식 방법을 대체합니다.