麻省理工学院工程师研发出可注射的微型肝脏。通过水凝胶微球为肝细胞提供生存环境,该技术可替代受损肝脏功能,为等待移植的患者提供新方案。

肝脏衰竭是许多患者生命中无法承受之重。目前在美国,有超过10000名慢性肝病患者正在移植名单上苦苦等待。然而,捐献器官的短缺让许多人的等待最终变成了绝望。更残酷的是,不少肝衰竭患者因为身体状况极差,根本无法承受复杂且创伤巨大的肝移植手术。

为了打破这一困局,麻省理工学院的工程师们开发出了一种微型肝脏。这种人造组织不需要通过传统开腹手术植入,而是可以直接通过注射的方式进入人体,并接管受损肝脏的生理功能。

这种技术的突破点在于为细胞提供了一个精巧的生存温床。以往尝试直接向体内注射肝细胞的效果并不理想,因为细胞很难在陌生的环境中存活并发挥作用。研究人员利用微流控装置,制造出了形状和尺寸高度统一的水凝胶微球。将这些微球与肝细胞混合后注入体内,它们就能在特定的部位形成稳定的卫星肝脏。

研究成员Kumar解释说,如果单纯注射肝细胞,它们无法有效地与宿主体内环境融合。但这些微球为肝细胞提供了一个工程化的微环境,让细胞能够在此安家落户,并以极快的速度与宿主的血液循环系统建立连接。

麻省理工学院研发可注射微型肝脏
研究人员使用微流体装置生成形状和大小均匀的水凝胶微球体。这些球体随后会与肝细胞混合并注射到体内,形成稳定的迷你肝脏。

为了进一步确保这些微型肝脏能够长久运作,研究团队在注射液中还加入了成纤维细胞。作为一种支持性细胞,成纤维细胞不仅能帮助肝细胞保持活性,还能促进血管长入人造组织中,从而保证养分的供应。

实验数据展示了令人振奋的前景。在为期8周的研究中,注入体内的细胞不仅保持了生命力,还能持续向宿主的循环系统中分泌特种蛋白质。这一结果表明,该疗法潜力巨大,完全有能力作为肝脏疾病的长期治疗手段。

这种可注射技术拥有多重应用场景。Kumar认为,它既可以作为传统手术的替代方案,也可以作为移植手术前的过渡桥梁。对于那些身体虚弱、无法立即接受移植的患者,这些微型支架可以提供必要的生理支持,直到有合适的捐献器官可用。此外,如果患者需要更强的治疗效果或额外的组织支持,再次注射的门槛远低于进行第二次手术。

这项名为影像引导下的可注射肝细胞移植微环境的研究成果,已经在学术界引起了广泛关注。包括Newsweek在内的媒体对此进行了报道,认为如果该技术能成功应用于临床,将为数以万计的肝病患者提供一条生命线。

随着生物工程技术的不断进步,这种由水凝胶微球和活性细胞构成的卫星肝脏,正让器官修复从宏观的手术台转向微观的精准治疗。它不仅为解决肝源短缺提供了新思路,更为那些被传统手术拒之门外的危重患者点燃了新的生命曙光。尽管目前该研究仍处于实验室阶段,但其展示出的低侵入性和高效率,预示着未来器官功能替代治疗的一个重要方向。

本文译自 MIT,由 BALI 编辑发布。