组织工程背后的概念很简单：在实验室中培养患者的干细胞，将它们添加到支架材料中，并且您拥有实验室培养的器官。但到目前为止，很少有患者从这项技术中受益。可能会改变吗？
由于通常执行的过程的复杂性，肠很难修复。
科学研究经常被誉为为患者带来新颖的突破性治疗方法。但严峻的现实是，必须走很长的路才能将实验室的发现转变为可行的临床选择。
对于患有严重胃肠道问题的患者，迫切需要新的解决方案; 目前的医疗方法存在问题。
这样的并发症会影响很多人。例如，患有短肠综合症的婴儿的小肠太短，使其无法正确吸收营养。这种情况影响美国每年约100,000名新生儿中的25名，并且可能使他们终生并发症。
当由于癌症或其他疾病而必须除去部分肠时，也可能发生短肠综合征。
此外，当肛门括约肌在分娩时受损 – 由于癌症手术或老年人 – 患者可能会出现大便失禁。据报道，多达26％的女性在阴道分娩后会出现大便失禁。
为解决这些问题，来自北卡罗来纳州温斯顿塞勒姆的维克森林再生医学研究所的一个研究小组一直在研究肛门括约肌损伤和短肠综合征的新疗法。
但这些新疗法有可能到达患者，其中许多人迫切需要更好的治疗方案？
组织工程肠
再生医学教授Khalil N. Bitar博士解释了该团队的方法，他说：“我们的目标是利用患者自己的细胞在实验室中设计替代组织，以治疗影响消化道的破坏性疾病。
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小肠是一种复杂的组织。它由肌肉细胞组成，当它穿过肠道时，它对于食物的收缩和向前推进是必不可少的。这些细胞必须以精确的方式排列，以便发生收缩。神经对刺激肌肉细胞收缩至关重要。
同样，在括约肌中，肌肉和神经细胞都需要紧密配合才能发挥正常功能。不同细胞之间的这种合作是组织工程中最大的挑战之一。虽然细胞在体内自然生长并协同作用，但不同的细胞大多在实验室中分离生长。
Bitar博士的团队花了数年时间开发出一种精确的方法，使他们能够生长精确排列在一个方向上的肌肉细胞，并在几天后添加到细胞培养物中时与神经细胞连接。
在最近发表在组织工程C部分：方法中的论文中，研究人员将这两种细胞类型的片材转移到小空心管中，这些空心管构成了小肠的结构。
然后将管植入大鼠的下腹部4周，以允许血管渗入结构。在这个适应阶段之后，将管连接到大鼠的小肠上，在那里它们停留在那里6周。
重要的是，研究人员发现，在这段时间之后，肠道内壁细胞或上皮细胞 – 这些细胞对食物中的营养摄取至关重要 – 已经开始迁移到细胞管中。
他们还在管中发现食物，表明消化正在发生，并且这种食物正在积极地通过管子移动。
“在实验室中建立替代肠组织的一个主要挑战是，它是肠道组织中平滑肌和神经细胞的组合，将消化的食物材料移动通过胃肠道，”Bitar博士解释说。
“”我们的研究结果表明，工程化人体肠道可以为胃肠道疾病患者或因癌症而失去部分肠道的患者提供延长肠道的可行治疗方法。“”
Khalil N. Bitar，Ph.D。
该团队现在计划在更大的动物模型中测试管。
他们最近的研究发表在本周的干细胞转化医学上，证明了在大型动物模型中使用工程化肛门括约肌来恢复粪便控制的可行性，这是他们已经研究了10多年的事情。
基于他们以前在大鼠模型中的工作，他们使用类似的方法将肌肉和神经细胞结合以产生环状结构，然后将它们移植到患有大便失禁的兔子中。
他们的研究结果显示，3个月后，工程括约肌功能正常，肌肉和神经都存在。接受移植的兔子恢复了粪便节制。
目前正在进行更长时间的后续研究。但是，比塔尔博士及其团队当然不是研究这一研究领域的唯一研究组织工程解决方案的研究人员。
细胞和支架
加利福尼亚州洛杉矶儿童医院萨班研究所的外科和研究研究员副教授Tracy Grikscheit使用从肠道取出的细胞混合物，并将它们添加到管状支架结构中。她的方法与Bitar博士的不同之处在于它包括上皮细胞。
Grikscheit博士证明，这种方法可以在管中导致良好的上皮细胞覆盖，以及在大鼠和小鼠模型中改善肠功能。
在小鼠研究中，肌肉和神经细胞确实在移植物中发展，尽管它们没有像天然组织那样对齐，因为Bitar博士试图用他的方法进行复制。
加州斯坦福大学医学院外科和生物工程学教授詹姆斯・邓恩（James Dunn）及其团队开发了一种快速扩增肠道干细胞的新方法。长期目标是生产可用于治疗不同肠道问题的细胞。
医学博士Levilester Salcedo和俄亥俄州克利夫兰诊所结直肠外科Massarat Zutshi及其同事使用骨髓干细胞注射来显示大鼠模型中25％的括约肌移除后肛门括约肌功能的改善。
在胃肠道的组织工程中显然正在取得进展。但患者多久能看到好处呢？
未来该何去何从？
Dunn博士告诉今日医学新闻，对他而言，让患者获得组织工程肠道的最大障碍是“让所有细胞类型以协调的方式协同工作，然后将组织工程肠道扩大到[a]临床有用的维度。“”
事实上，大多数组织工程领域都存在结垢问题。虽然治疗方法可能在小型啮齿动物的规模上非常有效，但制造更大的结构 – 例如人类的小肠延伸 – 则更具挑战性。
比塔尔博士告诉MNT，他们对小肠移植的计划是测试他们的研究结果是否适用于大型动物研究，这些研究成本非常高。“”最大的障碍是为这些项目提供资金。有了适当的资金，估计[a]几年[能够]在人类身上进行测试是合理的，“他解释说。
科学研究的资金最近成为美国的头条新闻。由于美国国立卫生研究院（NIH）的预算总体削减额从2018年的318亿美元增加到260亿美元，因此许多科学领域的资金不确定。
然而，显而易见的是，患者需要先锋科学家继续寻找新的治疗方法。研究经费对于将这些想法变为现实绝对是关键。
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