Setiap tahun, tentang 185.000 orang di Amerika Serikat menjalani amputasi. Hampir setengah dari itu disebabkan oleh pembuluh darah yang terluka memotong sirkulasi menjadi anggota tubuh. Ahli bedah dapat mentransplantasikan vena yang utuh dari tempat lain di tubuh pasien untuk menghindari amputasi, tetapi tidak semua orang memiliki vena yang cocok untuk dipanen.
Kemajuan baru Rekayasa Jaringan bisa membantu. Pada bulan Desember, Food and Drug Administration menyetujui a pembuluh darah bioengineered untuk mengobati trauma pembuluh darah. Dibuat oleh perusahaan biotek yang berbasis di Carolina Utara Humacyte, dirancang untuk mengembalikan aliran darah pada pasien dengan cedera traumatis, seperti dari tembakan, kecelakaan mobil, kecelakaan industri, atau pertempuran.
“Beberapa pasien terluka parah sehingga mereka tidak memiliki vena,” kata Laura Niklason, pendiri dan CEO Humacyte. Bahkan ketika seorang pasien memiliki yang dapat digunakan, vena seringkali bukan pengganti yang baik untuk arteri. “Nadi Anda sangat tipis. Mereka struktur kecil yang lemah, dan arteri Anda sangat kuat, ”katanya.
Niklason pertama kali tertarik pada gagasan menanam pembuluh darah cadangan pada 1990 -an, ketika dia berlatih untuk menjadi dokter di Rumah Sakit Umum Massachusetts. Dia ingat mengamati seorang pasien yang menjalani bypass jantung, yang melibatkan penggunaan kapal yang sehat untuk mengalihkan aliran darah di sekitar arteri koroner yang tersumbat. Dokter bedah membuka kedua kaki, lengan, dan akhirnya, perut, mencari pembuluh darah yang cocok untuk digunakan. “Itu benar -benar biadab,” kata Niklason. Dia pikir harus ada cara yang lebih baik.
Dia mulai dengan menumbuhkan pembuluh darah di lab dari hanya beberapa sel yang dikumpulkan dari arteri babi. Ketika dia mentransplantasikan mereka ke hewan itu, mereka bekerja seperti hal yang nyata.
Setelah percobaan awal itu, itu adalah jalan panjang menuju produk yang disetujui FDA untuk manusia. Niklason dan timnya menghabiskan lebih dari satu dekade mengisolasi sel pembuluh darah dari donor organ manusia dan jaringan. Mereka menguji sel dari lebih dari 700 donor dan menemukan bahwa mereka dari lima donor tersebut adalah yang paling efisien dalam tumbuh dan berkembang di laboratorium. Niklason mengatakan Humacyte sekarang memiliki cukup sel yang dikelilingi oleh lima donor ini untuk menghasilkan antara 500.000 dan satu juta pembuluh darah yang direkayasa.
Perusahaan saat ini membuat kapal dalam batch 200, menggunakan perancah polimer yang dapat dirancang khusus yang panjangnya 42 sentimeter dan 6 milimeter. Perancah ditempatkan di masing -masing kantong dan diunggulkan dengan jutaan sel donor. Tas-kantong kemudian masuk ke inkubator seukuran bus sekolah untuk meresap dalam mandi nutrisi selama dua bulan. Sementara jaringan tumbuh, ia mengeluarkan kolagen dan protein lain yang memberikan dukungan struktural. Akhirnya, perancah polimer larut dan sel -sel dihapuskan dengan solusi khusus. Yang tersisa adalah jaringan fleksibel “de-seluler” dalam bentuk pembuluh darah. Karena tidak mengandung sel manusia yang hidup, itu tidak akan menyebabkan penolakan ketika ditanamkan ke pasien.
“Orang-orang telah mencoba untuk membuat bahan tubular seperti ini untuk waktu yang lama,” kata Anton Sidawy, presiden terpilih dari American College of Surgeons dan seorang ahli bedah vaskular di Pusat Medis Universitas George Washington, yang bukan terlibat dengan Humacyte.
Saat ini, alternatif sintetis yang terbuat dari Teflon atau jenis poliester yang disebut Dacron kadang -kadang digunakan ketika seorang pasien tidak memiliki pembuluh darah yang tersedia. Tapi mereka tidak ideal. “Setiap kali Anda menempatkan benda asing di tubuh manusia, kemungkinan infeksi meningkat. Bakteri suka duduk di benda asing dan menyebabkan infeksi, ”kata Sidawy.
Keamanan dan efektivitas kapal yang direkayasa diuji pada 51 pasien sipil dan 16 pasien militer dengan cedera traumatis, dan hasilnya dibandingkan dengan penelitian sebelumnya tentang orang yang menerima versi sintetis. Pada 30 hari setelah implantasi, hampir 92 persen kapal tetap terbuka dan berfungsi, dibandingkan dengan 79 persen untuk cangkok sintetis. Sekitar 4,5 persen pasien membutuhkan amputasi, jauh lebih rendah dari 24 persen dalam tes cangkok sintetis. Selain itu, kurang dari 1 persen pembuluh bioengineered menjadi terinfeksi dibandingkan dengan lebih dari 8 persen untuk opsi sintetis. Hasilnya diterbitkan dalam jurnal Jama Surgery pada bulan November.
“Ini sebenarnya menjadi bagian dari tubuh pasien,” kata Michael Curi, kepala bedah vaskular di Rutgers New Jersey Medical School, yang menuliskan kertas itu. “Tubuh menumbuhkan sel -selnya sendiri ke dinding pembuluh ini, dan meniru kapal alami.”
Sementara persetujuan Desember berarti kapal Humacyte hanya dapat digunakan pada pasien trauma, perusahaan sedang mengejar kegunaan lain untuk teknologinya. Ini telah menguji pembuluh bioengineered pada pasien dengan dialisis ginjal, yang membutuhkan menghubungkan arteri atau vena ke mesin dialisis, serta pada individu dengan penyakit arteri perifer, ketika arteri di kaki atau lengan terhambat. Pada monyet, versi yang lebih kecil dari pembuluh darah yang direkayasa juga menunjukkan janji dalam mengobati bypass jantung.
“Ini benar -benar pencapaian ilmiah yang luar biasa,” kata Curi. “Dan menurut saya, ini adalah masa depan kedokteran.”
