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莱斯大学和德州儿童医院的科学家们使用来自羊水的干细胞在治疗水凝胶促进强劲、功能性血管生长。相关研究结果发表于《生物医学材料研究Part A》(Journal of Biomedical Materials Research Part A)。
在新的实验中,实验室生物工程师Jeffrey Jacot 全能羊膜干细胞结合可注射水凝胶作为再生医学支架并证明它们增强血管的发育需要把血液传输到新组织并将废物带走。
Jacot和同事研究来自孕妇的羊水细胞有助于治愈婴儿先天性心脏病。标准测试时取材的这种液体一般是丢弃的,但是在由一个婴儿的基因匹配的材料制成的植入剂显示其潜力。
他认为羊膜干细胞能分化为许多其他细胞类型的能力是有价值的,包括内皮细胞形成血管。
Jacot 说:“我们解决的最重要的事情是如何获得一个血管化设备:实验室培养的组织完全来自于羊水细胞。我们发现只用来源于羊水的细胞也是有可能的。”
来自莱斯大学德州儿童医院和贝勒医学院的研究人员在实验室用羊膜干细胞结合水凝胶制成聚乙二醇和纤维蛋白。纤维蛋白是生物高聚物血液凝结、细胞基质相互作用、伤口愈合和血管生成的关键,从已有的生成新的血管分叉的过程。纤维蛋白是一种广泛使用的生物支架但是有机械性刚度较低和快速降解的缺点。将纤维蛋白和聚乙二醇结合做成水凝胶会更强劲。
实验室用血管内皮生成因子来促使干细胞转化为内皮细胞,而纤维蛋白的存在促进来自相邻组织本身的血管的渗透。
研究人员说,注射只有纤维蛋白的水凝胶小鼠显示薄显微结构的发展,然而加入羊膜细胞/纤维蛋白水凝胶发现更健壮的血管。
Jacot 说,相似的试验利用水凝胶植入骨髓间充质细胞也发现血管生长,但是没有组织匹配的保障。植入内皮细胞并没有如研究人员预期的那样工作。
实验室会继续研究使用羊膜细胞来为出生有心脏缺陷的婴儿和其他过程构建生物相容性补丁。
Journal Reference:
1. Omar M. Benavides, Abigail R. Brooks, Sung Kyung Cho, Jennifer Petsche Connell, Rodrigo Ruano, Jeffrey G. Jacot. In situvascularization of injectable fibrin/poly(ethylene glycol) hydrogels by human amniotic fluid-derived stem cells. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 2015; DOI:10.1002/jbm.a.35402