美国麻省理工学院（MIT）的研究人员开发出了可注射“微型肝脏”，旨在帮助肝脏衰竭、无法维持重要功能的人群。该方法不替换受损器官，而是将肝细胞与水凝胶微球和支持细胞一起注射近体内，形成一块能够与血液系统连接的功能性组织。相关研究近日发表于《细胞-生物材料》。
研究人员发现，注射的肝细胞至少能在小鼠体内存活两个月，其间能持续产生通常由肝脏生成的酶和蛋白质。“我们将其视为卫星肝脏。如果我们能将这些细胞送入体内，同时保留病变器官，就能增强相关功能。”论文作者、MIT教授Sangeeta Bhatia说。
人体肝脏负责维持约500种重要功能，如帮助凝血、清除血液中的细菌以及代谢药物。这些任务中的许多由占肝脏细胞总数约80%的肝细胞执行。目前，美国有超1万名慢性肝病患者等待肝移植，但捐献器官供不应求。还有一些肝衰竭患者因身体状况不佳，承受不了手术带来的创伤而无法接受移植。
10多年来，Bhatia实验室一直在研究如何使患者在不接受肝移植手术的情况下恢复肝细胞活性。其中一种策略是将肝细胞置于水凝胶等生物材料内。然而，这些凝胶仍然需要通过手术植入。
如果能将肝细胞直接注射到体内，就可以免除手术。在这项新研究中，团队试图通过创建一个不仅有助移植细胞存活，还能在无需侵入性操作情况下监测移植物健康状况的工程化环境，从而提升肝细胞注射的效果。
研究人员设计了一种包含肝细胞和水凝胶微球的可注射混合物。其中，微球有助于将细胞聚集在一起，并促进其与附近血管连接。当紧密堆积时，这些微球使材料像液体一样可以通过注射器推送。一旦进入体内，材料又能恢复固体结构。
水凝胶微球此前已被研究用于伤口愈合，因为它们能创造空间，让细胞生成新组织。“我们所做的是利用这项技术为细胞移植创建一个工程化的生态位。”论文作者、MIT博士后Vardhman Kumar说，“如果在没有这些微球的情况下注射肝细胞，它们将无法有效地与宿主整合。这些微球使肝细胞能够稳定在特定部位并更快地与宿主循环系统连接。”
这种可注射材料还包含成纤维细胞。这种支持细胞，可提高肝细胞的存活率并促进血管长进新形成的组织中。
研究团队与MIT科赫综合癌症研究所的超声研究专家Nicole Henning合作，开发了一种使用超声引导注射器输送混合物的技术。之后可以利用超声波来追踪植入物，确定它是否稳定。
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