フランス人は細胞外物質から用途の広い糸を織りました

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フランス人は細胞外物質から用途の広い糸を織りました
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Acta Biomaterialiaによると、フランスの研究者は、人間の皮膚の線維芽細胞が分泌する細胞外マトリックスからストランドを作成し、さまざまな方法でそれらを織りました。フィラメント材料は免疫系によって拒絶されないので、外科用縫合と人工血管の作成の両方に使用できます。

医学では、血管、骨、その他の構造物の外科用糸やプロテーゼに材料が必要になることがよくあります。これらの材料の大部分は人工的であり、ほとんどの場合生物学的に不活性ですが、免疫系がそれらを検出して除去しようとすることが多いため、体内に存在すると深刻な副作用を引き起こす可能性があります。これは、恒久的な構造だけでなく、機能を実行した後に溶解する必要があるインプラントの場合にも悪いことです。免疫系が事前にそれらを破壊する可能性があります。

場合によっては、ヒアルロン酸とコラーゲンを含むいくつかの種類のタンパク質で構成される細胞外マトリックス(ECM)が、人工器官の人工材料に取って代わる可能性があります。基本的に、それは線維芽細胞(結合組織細胞)によって分泌されます。 ECMは、細胞とそれらの間の多くの物質の輸送をサポートします。患者の線維芽細胞によって作成された細胞外マトリックスインプラントは、免疫系によって拒絶されるべきではありません。

2006年、ボルドー大学、スタンフォード大学、カリフォルニア大学デービス校、およびその他のいくつかの機関の研究者は、ヒトの皮膚線維芽細胞が分離した細胞外マトリックスからプレートを作成し、これらのプレートをチューブに丸めて人工血管を作成しました。これは、人工材料に頼ることなく、患者の体の細胞を完全に使用して優れたプロテーゼを作成できることが示された最初の作業でした。

現在、その科学者チームの一部がこの作品の続編をリリースしています。今回、研究者たちはVKMプレートを長さ17センチメートル、幅3〜10ミリメートルのストリップにカットし、1センチメートルあたりの回転数が異なる(2.5〜7.5)スレッドにねじりました。次に、これらのフィラメントの引張強度と伸びをテストしました。科学者はまた、透過型電子顕微鏡法と走査型低温電子顕微鏡法を使用してそれらの構造を決定しました。テープの生体適合性をテストするために、それらは臍帯血管の内層の細胞で占められ、それらは生きたままでした。

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糸をつなぐ方法のいくつか:三つ編みへの編み込み、ねじり、結び目を結ぶ、かぎ針編みと編み物の模倣

次に、VKMからの糸がさまざまな方法で接続され、何が起こったのかで、無毛のネズミの皮膚の切開が縫合されました。 14日後、創傷は完全に閉じられ、手術の1ヶ月後、縫合部位に実質的に痕跡はなかった。これは、細胞外マトリックスに基づく生体材料が外科的縫合に使用でき、特定の目的のために糸のパラメーターを選択することが可能であることを示唆している。

さらに、科学者たちは、ECMスレッドから結ばれた人工血管のパイロット研究を実施しました。それは羊の頸動脈に移植されました。インプラントが機能した日中(その後、羊を殺し、研究のためにインプラントを取り外した)、この血管内の血圧が非常に高いにもかかわらず、インプラントは漏れませんでした。それは動物自身の動脈によく付着しました:手術中の縫合部位での出血は単純なガーゼですぐに除去されました。

著者らは、この生体材料に含まれている可能性のある細胞の残骸を除去しないことを含め、ECMをできるだけ変更しようとしなかったと述べています。これにより、洗浄手順によって消失する可能性のあるすべての成分の保存を最大化することが可能になりました。これにより、細胞外マトリックスからの「毛糸」上で生き残る細胞の能力が低下する可能性があります。現在の形態では、材料はプロテーゼに加えてさまざまなタイプの細胞とうまく組み合わされていることを考慮すると、必要な細胞を体内の目的の場所に送達するために使用できます。これまでのところ、そのような送達の方法、例えば注射はあまり効果的ではありません:この場合、ほとんどの細胞は死にます。

線維芽細胞は非常に用途の広い細胞であることが知られています。必要な物質である分化因子を作用させると、そこからさまざまな種類の細胞を得ることができます。当初、線維芽細胞を幹細胞(これに必要な物質のセットは既知であり、山中因子と呼ばれます)に変換し、それらから必要なタイプの細胞を形成する必要がありました。しかし、それからバイパスする方法があり、線維芽細胞から、例えば、血管と血液の細胞を直接作ることを始めました。

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