日本开始启动生物3D打印的“细胞人造血管”的临床试验

日本佐贺大学医学部胸部与心脏血管外科的伊藤学助教,在日本医疗研究开发机构(AMED)的支持下,担任责任医师与Cyfuse公司共同制作了仅利用患者自身细胞构成的人造血管,并正式实施以血管通路重建为目的的临床研究(图1)。这项临床研究是全球首例利用生物3D打印的细胞制人造血管进行的再生医疗移植。

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图1 无支架细胞制人造血管

目前,因肾衰竭等需要进行血液透析时,超过96%的人工透析患者都要使用动静脉分流管作为血管通路。制作动静脉分流管需要使用患者自己的血管;难以利用自己的血管制作时,就使用由合成纤维和树脂等人造材料制作的小口径人造血管,但一直以来人造血管存在容易感染和堵塞等挑战。

为了解决这些小口径人造血管存在的问题,开发更接近活体血管的人造血管,佐贺大学与京都府立医科大学及Cyfuse公司合作,利用生物3D打印机“Regenova®”的细胞块层积技术,开发出了仅由细胞构成的小口径无支架人造血管。基于该成果,以重建血管通路为目的,启动了向人体移植这种仅由细胞构成的人造血管的临床研究。

这种人造血管并不使用人工材料,完全利用患者自体细胞制作。因此,与以往利用人工材料制作的血管相比,有望具备更高抗感染和抗血栓能力。另外,还有望提高血管通路的通畅性,减轻因血管通路反复出现问题而给患者带来的痛苦等。

采用该细胞制人造血管的临床前研究成果已经发表在期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上(论文题目:《Development of an immunodeficient pig model allowing long-term accommodation of artificial human vascular tubes》)。

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图2 临床研究的流程

(1)从患者的腹股沟等采集约1cmx3cm的皮肤组织。

(2)利用专用容器将皮肤片运送至Japan Tissue Engineering公司(J-TEC,位于爱知县蒲郡市)的细胞培养专用洁净室。

(3)皮肤片在酶处理后分离成细胞;成纤维细胞经过数天的培养增殖,达到所需数量后,再利用诱导细胞聚集的专用培养皿制作成细胞聚集体(球状体)。

(4)在J-TEC洁净室利用临床级生物3D打印机(涩谷工业公司与Cyfuse公司共同开发),打印出管状细胞体。

(5)为提高细胞制人造血管的强度,实施成熟化培养以促进成纤维细胞产生大量胶原蛋白。

(6)确认具备一定的强度后,从蒲郡市向佐贺大学医学部附属医院发货。

(7)在保证细胞制人造血管内的细胞存活条件下运输。

(8)由责任医生判断细胞制人造血管是否适合移植。

(9)移植到患者的肘部~前臂的动静脉内。

(10)移植后定期观察细胞制人造血管的状态。

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图3 J-TEC洁净室内放置的临床级生物3D打印机(涩谷工业与Cyfuse公司共同开发)

本文由JST翻译整理

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