A tudósok dolgoznak a laboratóriumi hanghálós szövetekben

A tudósok először hoztak létre énekzsinór-szövetet, az emberi hangzsinórból származó sejtekkel kezdve. A laboratóriumi tesztelés során a biológiailag megtervezett szövet a természetes anyaghoz hasonlóan rezgött - sőt még hangot adott. A fejlemény egy nap segíthetne azoknak, akiknek a súlyos sérülése van a hangszálvezetésben, hogy visszanyerjék elveszett hangjukat.

"Izgalmas megállapítás, mert azoknál a betegeknél nagyon kevés a kezelési lehetőségünk" - mondja Jennifer Long, a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem fej- és nyaki műtéti osztályának hangorvosa és tudósa, aki nem vett részt a a tanulmány.

Az emberek úgy beszélnek, hogy levegőt kényszerítenek hangjaik vagy „zsinórjaik” fölött, amelyek a gége vagy a hangdobozban helyezkednek el. A zsinórok, az izmok két rugalmas szalagja, melyet finom szövettel vonnak be, úgynevezett nyálkahártyát, rezonálnak a légáram energiájának hatására. A hangkábelek hanghullámokat generálnak egymással szemben, körülbelül 100-200 másodpercig rezegve - ez a szám másodpercenként 1000-szeresére ugrani, ha a szoprán énekelte a legmagasabb hangjait.

Nathan Welham, a Wisconsini Egyetem, Madison

Példa az emberi vokális redők működésére, villogó fény segítségével. Ezek a dinamikus szövetek másodpercenként több százszor rezeghetnek, és beszéd és dal hangforrásául szolgálnak.

De néhány ember nem képes akár 100 ciklus / másodperc sebességű hangot adni. A szakértők becslése szerint az Egyesült Államokban körülbelül 20 millió ember szenved átmeneti vagy tartós hangkárosodástól. A tartós károsodásban szenvedőknél - amelyeket általában ismételt műtétek vagy a rákos és nem rákos megbetegedések eltávolítását célzó sugárterhelés okoznak - vannak a hangzsák nyálkahártyájának hegesedése és merevsége, ami a hang teljes elvesztéséhez vezethet.

"Nem szabad túl hangsúlyozni, hogy a súlyos hangprobléma milyen negatív hatással lehet valaki életére" - mondja Nathan Welham, a társszerző, a Wisconsini Egyetem Orvostudományi és Közegészségügyi Iskolájának egyetemi docens, Madison. „Ha igazán gyenge a hangod, akkor azonnal felhívja a figyelmet, amikor kinyitja a száját.” Az olyan eljárások, mint például a kollagén beinjekciózása tömegesen növelik a hangzsinórokat, segítve őket könnyebben összejönni. De a ráncok rezgési képességének egy része még mindig elveszett. "Ez nem egy igazi javítás" - mondja Welham.

Tehát Welham csapata arra törekedett, hogy a vokális redő nyálkahártyáját a laboratóriumban megtervezze a két fő sejttípus felhasználásával, amelyek alkotják a szövet összekapcsolódó fibroblasztokat, amelyek a fő testet alkotják, és a hámsejteket, amelyek a felületet vonják be. A korábbi tanulmányoktól eltekintve a csoport hámsejteket és fibroblasztokat gyűjtött humán forrásokból: egy rétegből és négy élő emberből, akiknek egészséges hangját a független műtétek során eltávolították.

Ezután a kutatók a két sejttípust egy 3D kollagén mátrixba helyezték, amely utánozza a test körülményeit. Két hét alatt figyelték, ahogy a sejtek összetettebb struktúrát alkotnak, amely gyorsan hasonlít a természetes hangzókra. Emlékszem, hogy tartottam és gondolkodtam, istenem, ez úgy tűnik, mint egy igazi dolog, amelynek különféle érzése van, hasonlóan a Jell-O-hoz, de erősebb és képes visszatérni alakjához, ha deformálódik, - mondja Welham.

A tudósok ezután tesztelték a tervezett hangszál szövetet. Emberi méretre növelték a nyálkahártyájukat, és öt darab kutya hangjába helyezték őket, mindegyikben megtartva az egyik eredeti vokális redőt. Ezután forró levegőt vezettek a szerveken át egy műanyag szélcső segítségével. Az implantátumok rezegnek és hangot generálnak, akárcsak az eredeti szövettel, a kutatók ma a Science Translator Medicine tudományában számoltak be. És amikor az implantátumokat olyan egerekbe helyezték, amelyek emberi immunrendszerrel rendelkeznek, testük nem utasítsa el az anyagot, amely legfeljebb 3 hónapig fennállt.

A teljes hangkábel közvetlen átültetése a donoroktól a betegekbe szintén működhet, ám a kutatók szerint technikájuk számos előnyt kínál. Például, a szövetet méretre lehet növelni egy gyermek vagy felnőtt számára, és előfordulhat, hogy előre termesztik és tárolják későbbi felhasználás céljából. És létezik a méretezési képesség - mondják a kutatók. A tanulmányban öt hangkábelekből álló sejteket használtak közel 170, különféle méretű hangkábel létrehozására.

A kutatás elképesztő kezdete - mondja Robert Sataloff, a pennsylvaniai Philadelphiai Drexel Egyetemi Orvostudományi Egyetem professzora, a fül, az orr és a torok osztályának elnöke, aki nem vett részt a a kutatás. „De van még hosszú utat kell megtenni, mielőtt valaki kicserélhetnénk a heges vokális nyálkahártyáját egy új, alapvetően normálisan működő nyálkahártyára.” A következő egyik fő lépés a az élő állati modellek hangvezetékében megtervezett szövet, amely életben marad és működhet. Ugyanezt kell elvégezni az emberi vokális redőkben is a klinikai vizsgálatok során, mondja Sataloff: "Mindezt könnyű megmondani, de nem olyan könnyű megtenni."