近日，韓國科學技術研究院(KIST)與首爾大學(SNU)器官移植中心研究團隊合作開發了生物人造(bio-artificial)血管。該血管可模擬人類血管的功能和特性，研究人員則進一步驗證人造血管可否異種移植(xenotransplantation)成功。並建立一種血管循環平臺，以重現人體血液循環系統(blood circulation system)。該研究刊登於《Science Advances》。
 
一般來說，人造器官(artificial organ)或醫療器械(medical device)移植所發生的免疫排斥反應(immune rejection reaction)與移植過程中引起的血塊和血管阻塞相關。現今技術還無法事先預測移植手術是否成功，尤其是除了實際模擬血管環境外，沒有任何方法能檢測凝血(coagulation)情況。
 
為了在移植前檢驗凝血狀況，研究團隊開發了一種人造血管。其方式為，將液態水凝膠(hydrogel)倒入由膠原蛋白和纖維蛋白(fibrin)製成的管狀模具中，於37℃下固化後再壓縮，此研究成果可模擬實際血流和血壓條件。該結構需培養血管內皮細胞7至21天，也因內皮細胞能夠穩定附著，不到3天就能生產，顯著減少實驗時間。
 
另外，研究團隊開發的人造血管平臺不僅在體外進行測試，也使用動物模型進行體內實驗。研究人員培養藉基因工程製造的豬的血管內皮細胞，開發人造豬血管，隨後進行體外循環模擬實驗。再來，也使用移植豬血管的小鼠模型進行體內實驗，以模擬人體免疫反應。
 
藉由透過體內與體外實驗觀察的排斥反應進行評估，以證明使用基因工程開發的血管能有效抑制急性排斥反應。該研究也顯示出基因改造豬應用於低排斥反應捐贈來源的潛力。
 
現今因器官移植的捐贈市場短缺，利用異種移植的研究正在進行中。而利用豬為器官供給來源的優點之一是批量生產的成本較低。然而，異種移植後可能會發生的免疫排斥反應，正努力透過基因工程，開發專門用於異種移植的豬以克服障礙。
 
科學技術研究院Youngmee Jung博士表示，人造血管平臺不僅在結構上與真實血管相似，也能模擬血管的物理與生物特性。該研究開發出模擬人體循環系統的環境，可作為醫療或研究單位用來篩選新藥與免疫治療媒介的臨床前工具。
 
參考資料: https://www.news-medical.net/news/20210825/New-artificial-blood-vessel-platform-for-predicting-organ-transplant-rejection.aspx

(編譯/實習記者 蕭宇軒)