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世界首次!上海交大曹誼林團隊利用3D打印和組織工程技術,成功讓5名兒童長出新耳朵 | 臨床大發現


這只小鼠給了我們對未來科技的無限暢想

1997年,當時還在哈佛大學醫學院進行博士后研究的曹誼林,在裸鼠背上成功再生了人耳廓形態軟骨,首次向世界展示了組織工程技術“再生”人體組織、修復缺損的可能性[1]。


2018年,已是上海交通大學教授的曹誼林再發論文,成功利用組織工程技術與3D打印技術,為5名患有先天性小耳畸形的孩子“再造”了漂亮的耳朵[2]!耳軟骨細胞來自患者自身,形狀根據正常側耳“定制”,經過最長兩年半的隨訪,再造耳生理形態基本與正常的耳朵一樣。

曹誼林教授

先天性小耳畸形是一種不算太罕見的疾病,世界范圍內發病率為0.8-17.4/10000,西班牙裔和亞裔發病率相對來說高一些[3]?;加羞@種病的人,中耳和外耳先天性發育不良,雖然內耳一般不會受到影響,但是外耳的形態異常,還是會嚴重影響他們的聽力。更何況外貌上的異常,會給他們帶來極大的心理負擔。


目前來說只有手術能解決這個問題。植入的“支架”,要么是用患者自己的肋軟骨雕刻成的,要么就是樹脂等非生物材料制作的。


取塊軟骨聽起來就很痛!而且雕出來啥樣全憑醫生手藝和骨頭的條件。樹脂材料呢,又不那么自然,還有引起免疫反應的風險。


“人耳鼠”就是曹教授在解決這個問題上的第一次嘗試。說是“人耳鼠”,其實嚴格來說并不是人耳,只是有人耳形態的一塊軟骨,實驗中使用的是牛的軟骨細胞??紤]到軟骨細胞的來源、如何保持軟骨形態、生物安全性等等問題,這項技術一直都沒有投入應用。

先天性小耳畸形患者,外耳發育不全,常見耳道閉鎖

經過二十一年的沉積發酵,這項技術終于在臨床試驗里取得成功啦!


這次呢,曹教授把自己的老本行組織工程技術與新興的3D打印技術結合了起來。首先,研究者們給患者正常一側的耳朵做了個CT掃描,建立三維模型,并利用3D打印技術打印一個形狀對稱的支架出來,在這個支架的基礎上,把取自患者畸形耳側的軟骨細胞放進去培養3個月,再用正常的手術植入。由于支架使用了可生物降解的材料,理想條件下,生長一段時間之后的耳朵將會完全和正常的耳朵一樣。

試驗流程

實際試驗也進行得非常順利。第一個病人是個六歲的小女孩,從她的“小耳”取出的軟骨細胞活性良好,在體外培養到第12周的時候,支架上的軟骨已經基本長成,與她對側的耳朵相似度在90%以上。


這只在培養皿中生長的耳朵,在她的身上也正常生長了。植入9個月以后,耳朵出現了明顯的輪廓;24個月以后,耳部的靈活性更好、結構更明顯了。對軟骨取樣檢測,這只人造耳的組織學也與天然軟骨類似,只是彈性蛋白略低一些,支架則降解得差不多了。


另外的四個案例也均表現良好,有兩個孩子的耳部形態略有些扭曲,不過這在下一步手術中是可以進行改善的。

其他四個案例,基本成功

目前,對首個案例的隨訪已經進行了兩年半,研究者準備繼續隨訪至第五年,以確定支架完全降解之后,軟骨的形態是否還正常。


這是世界首例成功在體外培養人耳狀軟骨并成功進行移植的臨床試驗,相信未來直接使用3D打印出一個耳朵移植也不是夢了。


中國學者,加油!

參考資料:

[1] Cao, Y., Vacanti, J.P., Paige, K.T., Upton, J., Vacanti, C.A., 1997. Transplantation of chondrocytes utilizing a polymer-cell construct to produce tissue-engineered cartilage in the shape of a human ear. Plast. Reconstr. Surg. 100, 297-302.

[2]http://www.ebiomedicine.com/article/S2352-3964(18)30016-1/fulltext

[3] Bly, R.A., Bhrany, A.D., Murakami, C.S., Sie, K.C., 2016. Microtia reconstruction. Facial Plast. Surg.Clin. North Am. 24, 577-91.

 

文章來源:網絡

 
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