Một khí quản tổng hợp, hạt nano với các tế bào gốc của chính bệnh nhân, đã được cấy thành công một bệnh nhân bị ung thư khí quản bởi các bác sĩ ở Thụy Điển. Theo bệnh viện, bệnh nhân được cấy ghép đã được phục hồi mà không cần sử dụng thuốc ức chế miễn dịch.

Khí quản cấy ghép được thực hiện bằng cách sử dụng vật liệu nanocomposite được phát triển bởi các nhà khoa học tại Đại học College London (UCL). Cùng với Giáo sư Paolo Macchiarini tại Karolinska, Giáo sư Alexander Seifalian tại UCL thiết kế và phát triển các đài khí quản bằng cách sử dụng một polymer nanocomposite cuốn tiểu thuyết.

Các hoạt động được thực hiện vào ngày 09 Tháng Sáu năm 2011 tại Bệnh viện Đại học Karolinska ở Huddinge, Stockholm, bởi giáo sư Paolo Macchiarini, Bệnh viện Đại học Karolinska và Karolinska Institutet, và các đồng nghiệp. Bệnh nhân được xuất viện vào ngày 08 tháng 7 năm 2011.

Khí quản sau khi các tế bào gốc đã được kết hợp, chỉ cần trước khi cấy ghép.

Các nhà khoa học UCL và Karolinska thiết kế và xây dựng giàn giáo nanocomposite khí quản và Harvard Bioscience (Boston, Mỹ) sản xuất một lò phản ứng sinh học được thiết kế đặc biệt sử dụng hạt giống giàn giáo với các tế bào gốc của chính bệnh nhân.

Tế bào gốc là tế bào nguyên bản có tiềm năng đáng kể để phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể. Trong nhiều mô, họ được tham gia vào việc sửa chữa và đổi mới các tế bào khác biệt. Bởi vì tiềm năng của họ để phân biệt thành các loại tế bào khác nhau, các nhà khoa học đã có thể làm cho những bước tiến đáng kể trong nghiên cứu y sinh bằng cách chỉ đạo sự khác biệt của nó để thay thế các tế bào bị thương hoặc biến đổi gen khiếm khuyết.

Trong trường hợp này, bệnh nhân đã bị ung thư khí quản giai đoạn cuối. Mặc dù điều trị tối đa bằng xạ trị, khối u đã lên tới khoảng 6 cm chiều dài và kéo dài đến các phế quản chính. Nó đã được tiến bộ và gần như hoàn toàn bị chặn khí quản. Kể từ khi không có khí quản hiến tặng thích hợp đã có sẵn, việc cấy ghép các mô tổng hợp thiết kế khí quản được thực hiện như là lựa chọn cuối cùng có thể cho bệnh nhân. Bệnh nhân được giới thiệu bởi giáo sư Tomas Gudbjartsson của Bệnh viện Đại học Landspitali (Reykjavik, Iceland) cũng là một phần của đội ngũ phẫu thuật.

Cũng như được sử dụng cho giàn mô, nano vật liệu composite được sử dụng trong khí quản có tiềm năng khác sử dụng như ống đỡ động mạch vành và ghép. Nanocomposite là một vật liệu có chứa một số thành phần nhỏ hơn 100 nano mét (nm) kích thước. Để cung cấp cho một cảm giác quy mô, một sợi tóc người là khoảng 60.000 nano mét độ dày. Polymer là một chuỗi lặp đi lặp lại nhỏ, các phân tử giống hệt nhau (gọi là monome) được liên kết với nhau.

Sự phát triển của một kích thước đầy đủ hình y-khí quản giàn giáo đã được thực hiện bằng cách sử dụng quét CT (chụp cắt lớp vi tính) của bệnh nhân như hướng dẫn, để tạo ra hình dạng và kích thước chính xác cần thiết. Khuôn sau đó đã được thực hiện bằng cách sử dụng các vật liệu nanocomposite. Các tế bào của bệnh nhân được kết hợp vào này đài polymer và khí quản sinh học được phát triển trong lò phản ứng sinh học - một thiết bị được thiết kế cho thủ tục Harvard Khoa học sinh học cung cấp môi trường chính xác cho các mô để phát triển. Quá trình này được sử dụng để đảm bảo rằng khí quản rất có hiệu quả mô phỏng mô tự nhiên và có tính chất giống như là một khí quản 'thực tế'.

Khi cấy ghép được thực hiện bằng cách sử dụng các mô từ một nhà tài trợ của con người, ghép được gọi là cấy ghép. Khi các mô của các nhà tài trợ là từ một loài khác nhau, chẳng hạn như lợn, ghép được gọi là một xenograft. Trong trường hợp này các tế bào của nhà tài trợ đã được bắt nguồn từ các bệnh nhân người nhận và do đó tham nhũng là một autograft. Autograft một hiếm khi trải qua từ chối và do đó, nó không cần thuốc ức chế miễn dịch để duy trì ghép.

Giáo sư Seifalian cho biết: "Điều gì làm cho thủ tục này khác nhau là nó là lần đầu tiên một mô toàn bộ thiết kế khí quản tổng hợp đã được thực hiện và cấy thành công, làm cho nó một cột mốc quan trọng cho y học tái tạo. Chúng tôi hy vọng có được nhiều ứng dụng thú vị hơn cho các polyme cuốn tiểu thuyết mà chúng tôi đã phát triển. "

Thuật cấy ghép khí quản mô thiết kế ra những gợi ý tổng hợp kết hợp với các tế bào gốc của chính bệnh nhân như là một thủ tục tiêu chuẩn, có nghĩa là bệnh nhân sẽ không phải chờ đợi cho một cơ quan hiến tặng thích hợp. Điều này sẽ là một lợi ích đáng kể cho bệnh nhân vì họ có thể hưởng lợi từ phẫu thuật trước đó và có một cơ hội lớn hơn chữa bệnh. Ngoài ra để điều trị bệnh nhân người lớn, mô cấy ghép khí quản bằng kỹ thuật tổng hợp, không ít nhất, có giá trị tuyệt vời cho trẻ em, kể từ khi sự sẵn có của tracheas nhà tài trợ thấp hơn nhiều so với bệnh nhân người lớn.

Điều này thực sự là một bước nhảy vọt sử dụng dịch của vật liệu nano và tế bào gốc, tuy nhiên dịch này vào các cơ quan phức tạp hơn, các nhà khoa học sẽ phải thực hiện tiến bộ trong kỹ thuật tạo mô và tế bào gốc khác biệt chỉ đạo.