目前针对先天性心脏缺陷儿童的换瓣治疗中，通常使用经过化学处理的动物组织源瓣膜。长期过程中瓣膜可能会因钙化而工作不畅，更由于其无法随心脏生长而生长，给患者带来极大不便。一位瓣膜病婴幼儿至成年过程中可能要进行多达五次的心脏直视换瓣手术。
近日一项突破来自美国明尼苏达。该大学的组织工程研究者开发出一种植入后仍能继续伴随生长的瓣膜，有可能使先心儿童免除生长过程中反复多次的外科手术，减少风险，同时减少经济和精神负担。
为制作这种瓣膜，研究人员先在生物反应器内将供体的成纤维细胞（fibroblast）放入纤维蛋白凝胶培养，在充足的生长营养质环境下，细胞经过长时间沉积形成一种由胶原蛋白构成的基质（collagenousmatrix）来充当瓣膜基础结构。然后使用细胞解离剂从基质中脱去供体细胞，去除组织免疫原性，只留下不会引起免疫反应的非细胞性管状材料。而后，该团队依据模拟仿真结果得到的最佳形态结构，将三根这种组织工程管缝合，制成带有瓣叶的闭合环状结构（tri-tubevalvedconduits），最终创造出可植入的瓣膜。
这种新型组织工程心脏瓣膜植入体内后，自身的内皮细胞会不断聚集覆盖，使之持续生长，并会在约一年的时间内长到生理正常的尺寸。
截至目前研究人员已经在羊身上测试了这种技术。年3月17日发表在ScienceTranslationalMedicine期刊上的论文显示，研究者将这种新型三管瓣置换植入了7头羊的肺动脉瓣，并与植入人工生物瓣膜的对照组进行比较。在第一队列中，4头羊中的2头的肺动脉中植入新型瓣膜，一直到植入后52周后发现依然保持轻度返流，且收缩压下降在10mmHg。在此期间，人工瓣膜的直径从19mm增加到了生理正常范围的25mm。
瓣膜开合视频
在第二个队列中，研究者改进了形态设计，在三个带瓣管的外围附加了一个套管，以抵消根部（root）相对于瓣叶更快的生长。结果依然相似，有2个瓣膜在第52周时表现出极微至轻度的返流，瓣膜直径增至约25mm，收缩压下降5mmHg。第3个瓣膜在第52周时观察到中度返流，这可能与直径增大过度相关。在所有解剖完的病理中发现，瓣叶都含有间质细胞及从瓣叶底部开始生长的内皮细胞，薄层且柔韧，还具有稀疏的点状细微钙化。与植入临床常用的儿科人工生物瓣膜的对照组相比，新型组织工程三管瓣都显示出了降低钙化，改善血液动力学的优异性能。
参与这项研究的研究员ZeeshanSyedain指出，“我们在以往研究中成功研制了有伴随生长能力的组织工程管，但这次课题中最大的挑战来自于，如何在不断增大的带瓣的管中依然保证瓣叶每年万次开合的功能。所以，当我们看到植入的瓣膜从幼羊到成年羊中整整一年依旧运作良好时，真是令人兴奋。”
羊体内超声
另一位研究人员RobertTranquillo说：“这是小儿先心病研究的一个巨大进步。我们第一次用大型动物模型（在我们的例子中是羊）中的实践证明，瓣膜可以随动物一起成长到成年。虽然这项研究还有一大段路要走，但这使医学在未来小儿瓣膜病的临床试验道路上前进了一大步。我们对这一可能性在未来几年内成为现实感到无比兴奋和乐观。”
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