研究人员成功制作出能够复制人耳的移植物

研究人员使用先进的组织工程技术和3D打印机，成功制作了一个成年人类耳朵的复制品，外观和手感都非常自然。这项研究发表在3月16日的Acta Biomaterialia在线版上，为那些天生畸形或在后来失去耳朵的患者提供了具有明确定义解剖结构和正确生物力学特性的移植物的希望。

目前，耳廓再造需要多次手术和极高的艺术技巧。纽约长老会/威尔康奈尔医学中心整形和重建外科部主任、威尔康奈尔医学院外科（整形外科）教授杰森·斯佩克特博士表示：“这项新技术最终可能为数千需要进行外耳畸形矫正手术的患者提供一种真实的选择。”

许多外科医生使用从孩子的肋骨中取出的软骨来建造替代性耳朵，这种手术可能会带来疼痛和疤痕。虽然所得到的移植物可以制作成与接受者的另一只耳朵相似的样子，但通常没有相同的灵活性。

为了制造更自然的替代耳朵，一种方法是利用软骨细胞——构建软骨的细胞。斯佩克特博士及其同事在早期研究中使用动物来源的软骨细胞来填充胶原蛋白支架，这是软骨的关键组成部分。尽管这些移植物起初成功地发展，随着时间的推移，耳朵的清晰地形结构逐渐丧失。为了解决这个问题，斯佩克特博士及其团队在这项研究中使用经过消毒处理以去除可能引发免疫排斥的动物源软骨。这些软骨被装入由3D打印机根据一个人的耳朵数据创建的复杂的耳形塑料支架中。小块软骨作为内部加固件，在支架内诱导新组织的形成。就像钢筋一样，它增强了移植物并防止了收缩。

在接下来的三到六个月内，这种结构发展成了含有与耳朵解剖结构特征密切相似的软骨组织，包括螺旋边缘、“抗螺旋”边缘内侧和中央的耳甲盆。为了测试耳朵的手感，斯佩克特博士与他长期的工程合作伙伴、康奈尔大学伊萨卡校区麦宁生物医学工程学院达尔吉特·S.和伊莲·萨卡里亚生物医学工程学终身教授拉里·博纳萨博士一起进行了生物力学研究。这证实了这些仿制品的柔韧性和弹性与人类耳软骨相似。然而，工程材料的强度不如天然软骨，并且容易撕裂。

为了解决这个问题，斯佩克特博士计划将软骨细胞添加到混合物中，理想情况下是从接受者的另一只耳朵中取出的一小块软骨中获取。这些细胞将沉积使耳软骨如此坚韧的弹性蛋白，产生一种在生物力学上与天然耳朵更相似的移植物。

该研究部分得到了国家卫生研究院转化科学中心资助，编号TL1- TR-002386。