研究人员培育出可以“说话”的声带组织

组织工程技术可能有一天能够帮助患有其他无法治疗的声音障碍的患者恢复声音,尽管还需要进行更多测试

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一项新的研究表明,研究人员已经在实验室中培育出声带组织,并且它能够发挥作用——当将该组织移植到完整动物的喉咙中时,它能够发出声音。

研究人员表示,这项 组织工程 技术有一天可能被用于恢复患有某些其他无法治疗的声音障碍的患者的声音。

然而,研究人员表示,在新技术能够真正应用于人体临床试验之前,还需要进行更多的研究。


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威斯康星大学麦迪逊分校的言语语言病理学家、研究作者内森·韦勒姆说:“由于监管要求的现实,这距离试验还有数年之遥。”

声带由两条柔韧的肌肉带组成,肌肉带内衬着一种称为粘膜的特殊组织,当空气流过声带时,粘膜会振动,从而产生声音。

研究人员表示,当粘膜受损时,会结疤和变硬,这可能导致 失声。韦勒姆告诉《Live Science》,一些现有的治疗方法,如胶原蛋白注射,可以部分修复损伤,但只能作为一种短期措施。而且,许多这些治疗方法并没有解决声音输出的问题。

韦勒姆说:“我们一直在研究的东西更像是在我们认为桌面上没有任何东西能够真正解决问题的情况下,对组织进行完全替换。”[5件关于人的声音能告诉你的事]

为了这项研究,研究人员首先从四位因无关原因摘除喉部的人和一具人类尸体中采集了声带组织。科学家们在一种特殊的3D培养物中分离、纯化和培养了来自粘膜的细胞,这种培养物非常类似于体内的环境。

韦勒姆在一份声明中说,大约两周后,这些细胞生长在一起,形成了一种“感觉像声带组织”的组织。进一步的测试表明,该组织的粘度和弹性与正常组织的粘度和弹性相似。 

为了查看工程化的声带组织是否可以产生声音,研究人员将该组织移植到从狗身上取下的喉咙中,狗的喉咙在解剖学上与 人类喉咙相似。然后,研究人员将这些喉咙连接到人工气管上,并向其中吹入湿润的空气。

当空气到达工程组织时,该组织振动并产生声音,很像 正常的声带组织通常会做的那样。

韦勒姆说,工程组织产生的声音是“类似人类的”。

研究人员还研究了工程化的声带组织是否会被经过基因改造具有类似人类免疫系统的小鼠排斥或接受。他们发现,小鼠对该组织的耐受性良好,并且动物在移植后具有正常的寿命。

然而,工程组织有一个方面不如真实组织:工程组织的纤维结构不如正常成人组织的典型纤维结构复杂。然而,研究人员表示,这并不令人惊讶,因为声带组织通常需要时间才能成熟。他们说,真正的人类声带组织的发育直到一个人大约13岁时才完成。

这项新的研究于今天(11月18日)发表在《科学转化医学》杂志上。

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