在許多方面,干細(xì)胞是生物界的天才。一方面,這些天然的變形器可以將自身轉(zhuǎn)化為體內(nèi)幾乎任何類型的細(xì)胞。在這方面,他們承諾能夠治愈從脊髓損傷到癌癥等疾病�
另一方面,材料科�(xué)與工程副教授Sarah Heilshorn表示,干�(xì)胞就像女主角一樣,也是一種善變和困難的工作。“我們只是不知道如何有效地生�(zhǎng)大量干細(xì)胞并使其保持再生狀�(tài),”Heilshorn�(shuō)。“這使我們無(wú)法在�(chuàng)造治療方面取得更多�(jìn)展。�到現(xiàn)在為歀在Nature Materials最近的一篇論文中,Heilshorn描述了一種解決方案,即在一種狀�(tài)下生�(zhǎng)和保存神�(jīng)干細(xì)胞的雙重挑戰(zhàn),它�?nèi)匀豢梢猿墒鞛樵S多不同的�(xì)胞類型。第一�(gè)挑戰(zhàn)是大量增加干�(xì)胞需要空間。像傳統(tǒng)�(nóng)�(yè)一樣,它是一種二維的事物。如果你想要更多的小麥,玉米或干�(xì)胞,你需要更多的表面積。因此,培養(yǎng)干細(xì)胞需要大量相�(duì)昂貴的實(shí)�(yàn)室空間,更不用說(shuō)將其全部拉下�(lái)所需的能量和�(yíng)�(yǎng)�
第二�(gè)挑戰(zhàn)是,一旦它�?cè)�?shí)�(yàn)室培�(yǎng)皿中分裂多次,干�(xì)胞就不容易保持在成為其他類型�(xì)胞的理想狀�(tài)。研究人員將這種品質(zhì)稱為“干性�.Heilshorn�(fā)�(xiàn),對(duì)于她正在使用的神�(jīng)干細(xì)胞,保持�(xì)胞的干性需要細(xì)胞接觸。Heilshorn的團(tuán)�(duì)正在研究一種特殊類型的干細(xì)胞,這種干細(xì)胞會(huì)成熟為神�(jīng)元和神經(jīng)系統(tǒng)的其他細(xì)胞。如果產(chǎn)生足夠數(shù)量的這些類型的細(xì)胞,可以�(chǎn)生治療以修復(fù)脊髓損傷,抵抗創(chuàng)傷性腦損傷或治愈一些最�(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,如帕金森病和亨廷頓氏病�尋求干燥Heilshorn的解決方案涉及使用更好的材料�(lái)生長(zhǎng)干細(xì)胞。她的實(shí)�(yàn)室開(kāi)�(fā)了新的聚合物基凝膠,使細(xì)胞能夠以三維而不是兩種方式生�(zhǎng)。這種新的3-D工藝占目前干�(xì)胞培�(yǎng)技�(shù)所需�(shí)�(yàn)室空間的不到1%。而且由于�(xì)胞很小,3-D凝膠疊層只有一毫米高,大約是一角硬幣的厚度�“對(duì)于三維文化,我們只需要一�(gè)4英寸×4英寸的實(shí)�(yàn)室空間,或大�16平方英寸。根�(jù)Heilshorn�(shí)�(yàn)室最近的生物工程博士畢業(yè)生Chris Madl的說(shuō)法,二維文化需要四英尺乘四英尺或約16平方英尺的地塊,“超�(guò)100倍的空間”�
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