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某科學の超電報

科學家成功在實驗室培育出聲帶組織

2015/11/19 |

快訊分類學園都市必備 快訊標籤人工, 移植, 和 聲帶

有史以來第一次,科學家從人類聲帶細胞成功培育聲帶組織。當科學家在實驗室測試時,這組生物工程打造的聲帶組織就像人體的聲帶一樣振動,甚至發出聲音。這份研究近期發布在《Science Translational Medicine》,此項研究有朝一日能幫助那些聲帶遭遇嚴重損傷的人,重拾他們失去的聲音。

人想要說話或唱歌,需要從肺部擠出空氣,穿過喉頭上的聲帶,當氣流和兩片稱之為黏膜的皺褶狀肌肉產生共鳴,聲帶就以一秒100到200次的振動頻率產生聲波,而女高音歌手演唱時頻率最高可達到每秒1000次。

但有些人卻無法進行這一系列精巧的運作,專家預估美國隨時有近2000萬人遭受暫時性或永久性的聲帶損傷。例如,化療或腫瘤手術可能會造成聲帶黏膜硬化或破損,進而導致病患完全且永遠的失去聲音。

「你無法想像聲音對某人的生活影響多麼重大」研究的共同作者,也是威斯康辛大學麥迪遜分校醫藥與公衛學院助理教授內森.韋勒姆(Nathan Welham)說:「只要你一開口,奇怪的聲音就會吸引眾人的目光。」有些治療方法,如注射膠原蛋白,能幫助聲帶有所幫助,但無法挽救其振動功能。

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韋勒姆的研究團隊取出人體中兩個細胞培養人工聲帶,分別是負責組成結構的結締纖維母細胞(connective fibroblasts),和連結表面的上皮細胞(epithelial cell)。這些細胞源自於一具屍體和四個因為其他手術被切除喉頭的患者。

團隊把兩個聲帶黏膜細胞放在模擬人體環境的 3D 膠原蛋白基質上培養。兩周後他們觀察到細胞長成一組貌似天然聲帶的結締組織。科學家把生物工程聲帶培育到夠大,然後移植到五隻警犬喉頭的一側,並用塑膠管子吹送濕潤的空氣,結果這些組織開始振動,並產生聲音,團隊在把組織移植到有人類免疫系統小白鼠身上時,不但沒有出現抗拒反應,還可以維持三個月之久。

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從捐贈者身上移植聲帶也可達到同樣的效果,但研究團隊指出這項技術的優勢在於可針對兒童或成人患者培養不同大小的聲帶組織,甚至可以保存起來等待使用。

資料來源:Scientists grow working vocal cord tissue in the lab

Wisconsin Scientists Grow Functional Vocal Cord Tissue in the Lab

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