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科学家发明新型器官培育技术

科普小知识2021-09-29 01:21:54
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科学家发明新型器官培育技术

旧金山加利福尼亚大学的研究人员开发了一种系统,这种系统能够使细胞像胚胎发育过程一样自动发育成各种复杂的器官。

据国外媒体报道,一项新的研究声称,科学家已经发明了一种新型的合成组织,可以植入人体的任何部位。

旧金山加利福尼亚大学的研究人员开发了一种新的化合物,它能模仿脱氧核糖核酸的指令,将细胞分化成不同的组织。使用这种方法,科学家可以使这些细胞自动分化成不同的结构和颜色,就像早期胚胎发育的过程一样。

通过这种程度的控制创造复杂生理组织的能力意味着科学家可能很快会放弃3D打印,而以更自然的方式培养器官。

现在全世界都面临器官短缺的问题,大约114,000人只能抱着微弱的希望等待。现代医学在器官移植领域取得了长足的进步,降低了器官排斥的可能性,并找到了获得更多可移植器官的方法。但即使这样也不够。平均来说,全世界每天有20人死亡,因为他们不能等待合适的器官。

先进的实验室现在开始使用3D打印技术来解决器官短缺的问题,并为病人培养定制的器官。然而,仍然有相当多的器官是通过这些技术成功开发的。

越来越多的科学家使用干细胞来培养器官。但到目前为止,只有11个器官是在实验室里“凭空”培育出来的,其中许多只是真实器官的微型版本。

通过3D打印制造器官的成本很低,这曾经刺激了医学领域。然而,这项技术只能产生扁平器官,如皮肤、血管或中空器官,如膀胱。

“人们经常谈论3D打印器官,但这项技术实际上与自然器官的发展方式大不相同。想象一下,把细胞小心地放在适当的位置,然后把它们粘在一起创造一个人是多么困难。”温德尔·林博士说,“打印一个完整的器官并确保它与血管和身体的所有部分相连同样困难。”

lim博士实验室的研究和研究所的合著者科尔·罗巴尔博士开发了一种叫做SynNotch的技术,这种技术使科学家能够编辑细胞,使它们能够相互交流和合作,从而发育成成熟的组织,为医生省去培养组织的繁琐工作,这种技术比以前的器官培养技术先进得多。

即使器官能长到可以移植的大小,手术过程也会面临许多风险。医生需要将器官与必要的血管和神经连接起来,以确保器官能够发挥功能。

“如果我们能直接在病人体内培养新的器官,让它们长到合适的位置,那不是很好吗?”利亚姆博士说。

他开发的系统可以实现这一点。在该团队进行的实验中,SynNotch技术可以向胚胎细胞传递指令,将它们分化成胚胎的三个组织层。这些细胞不仅能按照指示立即分化出特定形状和颜色的组织,还能像真正的胚胎一样慢慢成长。

“这些自集成系统的美妙之处在于,它们可以在一个紧凑的过程中自动完成。你只需要把一两个细胞放入系统中,它们就会开始生长并自行排列以解决各种细节。”利亚姆指出。