不久的將來,,科學家將能在實驗室培養(yǎng)各種合成生物工程組織,,如肌肉、軟骨等,,用于人體移植。
在最新1期的《自然材料》雜志上,,美國康奈爾大學工程師發(fā)表文章稱,,他們用水基凝膠模仿血管系統(tǒng),制造出一種細胞尺度(10—100微米)的脈管系統(tǒng),,在凝膠內(nèi)部造出微小的通道,,可為單個細胞提供氧氣、必要養(yǎng)分和生長素,。這種凝膠支架每毫升可支撐上千萬個活細胞,,只需為組織的生長造出一個模板,細胞就可以在三維空間以任何形式排列,,例如膝蓋半月板的形狀,。理論上,這種系統(tǒng)能供養(yǎng)多種組織,。
由于凝膠脈管系統(tǒng)內(nèi)部的微管道使得氧氣,、糖和蛋白質(zhì)可以自由流通,在組織培養(yǎng)過程中,,研究人員還可以通過控制培養(yǎng)液的配給,,使細胞組織生長的生化環(huán)境得到最優(yōu)化調(diào)整。例如,,組織的一邊要發(fā)育成骨頭,,而另一邊要發(fā)育成軟骨,研究人員就需要給正在生長的組織的兩側(cè)分別供以恰當?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)和蛋白質(zhì),,以確保得到想要的結(jié)果,。
研究人員正致力于通過干細胞生產(chǎn)出需要的組織類型,。目前,源自干細胞的軟骨已被制造出來,,但尚未被應用,。
作為一種新型工具,研究人員希望將這些工程組織應用于非臨床領域,,比如代替實驗動物作醫(yī)藥和化學藥品試驗,。該技術(shù)為培養(yǎng)病人自體細胞形成專用移植器官,替代病壞器官帶來了希望,。