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Im Labor gezüchtete Blutgefäße können Kindern mit Herzfehlern helfen
Das bedeutet auch, dass die Gefäße bei Bedarf gelagert und implantiert werden können, ohne dass der Empfänger ein individuelles Zellwachstum vornehmen muss.
In Zukunft könnte dies möglicherweise eine Operation anstelle von fünf oder mehr Operationen bedeuten, die manche Kinder mit Herzfehlern vor dem Erwachsenenalter haben, sagte der Forscher Robert Tranquillo. Wissenschaftler haben erfolgreich künstliche Blutgefäße entwickelt, die im Empfänger wachsen können, ein Durchbruch, der wiederholte Operationen bei Kindern mit angeborenen Herzfehlern verhindern würde.
Die von der University of Minnesota in den USA geleitete Forschung implantierte diese biotechnologisch hergestellten Blutgefäße in Lämmer. Eine der größten Herausforderungen im Bioengineering von Schiffen besteht darin, ein Schiff zu entwerfen, das mit seinem neuen Besitzer wächst.
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Die Forscher erzeugten im Labor gefäßartige Röhrchen aus den Hautzellen eines postnatalen Spenders und entfernten die Zellen dann, um die Wahrscheinlichkeit einer Abstoßung zu minimieren.
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Das bedeutet auch, dass die Gefäße bei Bedarf gelagert und implantiert werden können, ohne dass der Empfänger ein individuelles Zellwachstum vornehmen muss. Bei der Implantation in ein Lamm wurde das Röhrchen dann mit den eigenen Zellen des Empfängers neu besiedelt, damit es wachsen konnte.
Dies könnte das erste Mal sein, dass wir ein Material von der Stange haben, das Ärzte einem Patienten implantieren können und das im Körper wachsen kann, sagte Professor Robert Tranquillo vom Department of Biomedical Engineering der University of Minnesota.
In Zukunft könnte dies möglicherweise eine Operation anstelle von fünf oder mehr Operationen bedeuten, die manche Kinder mit Herzfehlern vor dem Erwachsenenalter haben, sagte Tranquillo.
Die Forscher kombinierten Schafshautzellen in einem gelatineähnlichen Material, genannt Fibrin, in Form eines Röhrchens und pumpten dann rhythmisch die für das Zellwachstum notwendigen Nährstoffe mit einem Bioreaktor für bis zu fünf Wochen ein.
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Der Pumpbioreaktor lieferte sowohl Nährstoffe als auch Bewegung, um den Schlauch zu stärken und zu versteifen.
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Der Bioreaktor, der mit Zeeshan Syedain, einem leitenden wissenschaftlichen Mitarbeiter in Tranquillos Labor, entwickelt wurde, war eine Schlüsselkomponente bei der Entwicklung des bioartifiziellen Gefäßes, das stärker als eine native Arterie ist, damit es im Patienten nicht platzt.
Die Forscher verwendeten dann spezielle Reinigungsmittel, um alle Schafszellen wegzuwaschen und hinterließen eine zellfreie Matrix, die bei der Implantation keine Immunreaktion auslöste.
Als das Gefäßtransplantat bei drei Lämmern im Alter von fünf Wochen einen Teil der Lungenarterie ersetzte, wurden die implantierten Gefäße bald von den eigenen Zellen der Lämmer besiedelt, wodurch sich das Gefäß verformte und bis ins Erwachsenenalter mit dem Empfänger zusammenwuchs.
Im Alter von 50 Wochen hatte das Blutgefäßtransplantat des Schafs einen Durchmesser von 56 Prozent und die Blutmenge, die durch das Gefäß gepumpt werden konnte, um 216 Prozent zugenommen.
Auch das Kollagenprotein hatte sich um 465 Prozent erhöht, was bewies, dass sich das Gefäß nicht nur gestreckt, sondern tatsächlich gewachsen war. Nebenwirkungen wie Gerinnung, Gefäßverengung oder Verkalkung wurden nicht beobachtet.
Wir haben Wachstum gesehen und keines der schlechten Dinge ist passiert. Die Ergebnisse sind sehr ermutigend, sagte Tranquillo. Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
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