研究人员制造出复制人耳的移植物

这项 发表在《生物材料学报》上的研究有望为先天性畸形或晚年失去耳朵的人提供具有明确解剖结构和正确生物力学特性的移植物。

“耳朵重建需要多次手术以及令人难以置信的艺术性和技巧，” 纽约长老会/威尔康奈尔医学中心整形与重建外科主任、外科教授Jason Spector '91 博士说。整形外科)在威尔康奈尔医学院。 “这项新技术最终可能会为成千上万需要手术矫正外耳畸形的人提供一种真实的选择。”

Spector 与长期合作者 Larry Bonassar(康奈尔大学工程学院梅尼格生物医学工程学院的 Daljit S. 和 Elaine Sarkaria 生物医学工程教授)一起参与了这个项目。

许多外科医生使用从儿童肋骨上取下的软骨来制作替代耳朵，这种手术可能会很痛苦并且会留下疤痕。尽管最终的移植物可以被制作成类似于接受者的另一只耳朵，但它通常不具有相同的灵活性。

制造更自然的替代耳朵的一种方法是利用软骨细胞(构建软骨的细胞)的帮助。 在早期的研究中，斯佩克特和他的同事使用动物源性软骨细胞来种植胶原蛋白支架，这是软骨的关键成分。尽管这些移植物一开始发育成功，但随着时间的推移，耳朵的清晰地形——熟悉的脊、曲线和螺纹——消失了。

斯佩克特说：“由于细胞在分娩时会拉动蛋白质编织基质，因此耳朵收缩并缩小了一半。”

为了在这项研究中解决这个问题，斯佩克特和他的团队使用了经过消毒的动物源性软骨，以去除任何可能引发免疫排斥的物质。它被装入复杂的耳形塑料支架中，该支架是根据人耳数据在 3D 打印机上创建的。小块软骨充当内部加固物，以诱导支架内新组织的形成。就像钢筋一样，它可以增强移植物并防止收缩。

在接下来的三到六个月内，该结构发展成含有软骨的组织，紧密复制了耳朵的解剖特征，包括螺旋边缘、边缘内的“反螺旋”边缘以及中央的耳甲碗。

“这是我们以前从未实现过的，”斯佩克特说。

斯佩克特和博纳萨尔进行了生物力学研究来测试耳朵的感觉。这证实了复制品具有类似于人耳软骨的柔韧性和弹性。然而，工程材料不如天然软骨坚固，可能会撕裂。

为了解决这个问题，斯佩克特计划在混合物中添加软骨细胞，最好是从接受者另一只耳朵取出的一小块软骨中提取的软骨细胞。他说，这些细胞会沉积弹性蛋白，使耳朵软骨变得如此坚固，从而产生在生物力学上与原生耳朵更加相似的移植物。

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