最近，美国威斯康星大学麦迪逊分校（UW）的科学家，成功地在实验室制备出了功能性的声带组织，这给因肿瘤手术或其他损伤失去声带的人带来了福音。
UW语音语言病理学家Nathan Welham博士，和来自几个学科的同事，用生物工程技术研发出了声带组织，来传递声音，他们将研究成果发表在今天的《Science Translational Medicine》。延伸阅读：PNAS：科学家制备出功能性人造3D大脑。
大约2000万美国人患有声音损伤，很多人的声带粘膜有损伤，声带粘膜是一种专门的组织，当空气经过它们时会发生振动，从而产生声音。Welham说，注入胶原蛋白和其他材料，可以在短期内有所帮助，但是，对那些有更大声带损坏或声带切除的人帮助不大。
UW医学和公共卫生学院外科副教授Welham说：“声音是一种非常令人惊讶的事情，但是在它出问题之前我们不会多想。我们的声带是由特殊的组织组成，具有足够的灵活性来振动，也足够强大到能够每秒钟响几百次。它是一个精妙的系统，也是一种很难复制的东西。”
Welham和同事们开始的声带组织，来自于一具尸体和四名喉头切除、但没有得癌症的患者。他们分离、纯化和培养了来自声带黏膜的细胞，然后将它们应用到一个三维胶原支架上，类似于在实验室中制备人工皮肤的一个系统。
大约两周后，细胞生长在一起，形成一种组织，具有柔韧但却强劲的结缔组织，上面是分层的上皮细胞。蛋白质组学分析表明，这些细胞跟正常声带细胞一样，产生了许多相同的蛋白质。物理试验表明，上皮细胞也开始形成一个不成熟的基底膜，这有助于在气道中创建一个屏障，对抗病原体和刺激物。
Welham说，实验室培养的组织“感觉像声带组织”，材料试验也表明，它有着与正常组织类似的粘性和弹性。
为了探讨它是否可以传送声音，研究人员将这种生物工程组织移植到喉（从寻尸犬切除的）的一侧。喉附着于人工气管，用温暖、潮湿的空气吹过它们。不仅组织产生了声音，而且高速数字成像显示，工程黏膜像对侧的正常组织一样发生了振动。声学分析还表明，这两种类型的组织具有相似的声音特征。
最后，研究人员希望看到，该组织会被具有人类免疫系统的小鼠排斥还是接受。在具有喉细胞供体免疫系统的小鼠和具有不同人类免疫系统的小鼠体内，该组织能够生长并没有被排斥，表现同样良好。
Welham说：“看来，这种工程声带组织可以像角膜组织那样是免疫豁免的，这意味着它不会引发宿主免疫反应。”
在某种程度上，该组织并不像真正的声带那样好：它的纤维结构不如成人声带那样复杂，但作者说，这并不奇怪，因为人类声带在出生后的至少13年后才停止发育。
Welham表示，无癌声带组织是一种罕见的商品，所以临床应用可能需要人体细胞的保存和发展，或使用来源于骨髓或其他组织的干细胞。通过使干细胞暴露于“喉生物反应器”的振动和拉伸力，可以将它们诱导分化为声带细胞，包括在威斯康星州的其他实验室正在进行这类工作。
临床应用还很遥远，但Welham说，这一原理验证研究，是更换声带组织路途上的一个“可靠基准”。接下来，还需要对安全性和长期功能进行测试，才能继续推进这项充满希望的工作。
