東北大學和多倫多大學的研究團隊在世界上首次成功地將混合生物人工肺移植到小鼠體內,其中從小鼠肺中取出細胞,並在其中培養和定殖人類細胞。
在長期捐贈者短缺的情況下,生物人工器官移植可以說是器官移植醫學的終極方法。去細胞化和再細胞化方法是創建可移植生物人工器官的有前途的方法。這涉及使用藥物從供體動物器官中完全去除動物細胞(脫細胞化),將培養的人體細胞注射到剩餘的「模具」中,並進行灌注培養以固定細胞(再細胞化),這是一種恢復和再生器官的技術。
此研究小組透過顯微外科手術成功將顯微小鼠肺與灌注培養迴路連接,並成功開發了小鼠肺器官再生平台。當從小鼠肺部完全取出細胞後,注射人類血管內皮細胞,並培養器官,證實小鼠肺部再生了新的肺血管網絡。
他們利用一種稱為分形分析的數學方法,確定了小鼠肺部再生所需的人類血管內皮細胞的最佳數量,並發現 3000 萬個細胞是最佳數量。因此,當他們將3000萬個人類血管內皮細胞注射到去細胞小鼠肺中,並將再生的肺移植到小鼠體內以重新啟動血流時,血流到達了肺部的每個角落。
針對生物人工肺的臨床應用,我們的目標是在未來進行研究,利用人類細胞再生豬肺,其大小與人類肺相當。以前缺乏移植器官的實驗平台,但透過這項研究,我們能夠利用小小鼠肺建立器官再生平台,用不到大鼠或豬十分之一的資源進行實驗.這項結果可望大大加速生物人工肺的發展。