在过去20年中,更令人瞩目的医学发展之一是能将特化的成人细胞并还原成胚胎组织中的那种非特化干细胞。这些干细胞具有巨大的治疗潜力,由于它们随后可以被勾引成长为各种细胞、组织和(终极)器官且跟患者完备相容,其余还能肃清掉组织排斥或探求捐赠者的问题。
然而不幸的是,这样做须要繁芜的实验室程序,并且跟许多替代方案一样,这会引起某些风险,包括产生癌细胞。相反,我们须要一个更大略的系统,这不须要干细胞变态所需的精心步骤。
IU的方法是放弃实验室,转而利用一种称为组织纳米转染的技能来将人体变成自己的细胞程序员。这利用了一个硅纳米芯片,该芯片已被印刷成包括以微针阵列为终点的通道。芯片的顶部是一个长方形的货色容器,里面装有特定的基因。
在聚焦电荷的推动下,这些基因被引入到活体组织的所需深度并改变细胞,进而将该位置转化为一个小小的生物反应器,该反应器则可以将细胞重新编程为不同种类的细胞或多细胞构造如血管或神经,而这统统无需繁芜的实验室技能或危险的病毒转移系统。一旦生产出来,这些细胞和组织可以帮助修复局部或身体其他部位的损伤,包括大脑。
来自印第安纳州再生医学和工程中央主任Sen表示:“这种小型硅芯片实现了纳米技能,它可以改变活体部分的功能。如如果某人的血管由于交通事件而受损,他们须要血液供应,我们不能再依赖原有的血管,由于那已经被压碎了,但我们可以将皮肤组织转化为血管,拯救处于危险中的肢体。”
这项技能已经开拓了5年多,IU团队现在正专注于超越原型设计从而使纳米芯片成为可用于临床的实际问题。这包括确保明年得到美FDA的批准,这将为人们的临床研究开辟潜力。民用和军用医学的潜在运用则包括修复中风造成的脑损伤或逆转糖尿病造成的神经损伤。
“这是关于芯片的工程和制造,”Sen说道,“芯片的纳米制造过程常日须要五到六天,在这份报告的帮助下,任何闇练的人都可以实现。”