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生物材料

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Silicon device offers fast route to effective 组织治疗

08 Sep 2017 约书亚·刘易斯 
治疗领域:硅装置将刺激血管生长的因子运输到横断的动脉,帮助血液在7天内恢复。信用:自然纳米技术

在俄亥俄州立大学的洁净室中,使用常规的半导体制造技术,科学家们设计了一种方便的方法,可以将遗传物质插入选定的组织斑块中。新技术–称为“tissue therapy”–使用由硅晶片上的纳米级通道阵列集中的强局部电场。该设备紧贴皮肤,可将重编程因子快速传输到需要的地方。该治疗只需不到一秒钟的时间,并且被证明可诱导小鼠新血管和神经元的生长,挽救严重受损的肢体,并使中风恢复的机会增加一倍。

Many of the hardest conditions to treat, such as heart disease and stroke, promise to be treatable by cell or 组织治疗. Beneficial cells can be injected into the patient or delivered directly to damaged tissue. Here they facilitate healing by secreting therapeutic factors or through integration into the dysfunctional tissue.

尽管投入了大量资金,但有限的细胞资源以及对预处理的需求使这种治疗方法无法在临床中广泛使用。通过将部分遗传密码插入患者自己的细胞中(一种称为转染的过程),重新编程组织以改变功能,可以避免这些问题。尽管之前已经完成了单元重编程 体外,将细胞注射到生物体中会引起不必要的相互作用,因此产生它们的能力 体内使流程既高效又有效。

科学家可以使用的转染工具包括病毒,化学药品,纳米颗粒和微型针头,但它们的针对性太强,或者选择性和耗时太长,无法在大型生物的特定组织中实际使用。写在 自然纳米技术,主要作者 钱丹森 and colleagues at 俄亥俄州立大学 报道了一种非常方便的方法,通过该方法局部转染动物的组织区域,仅影响很小的区域,并且不需要病毒载体。

该小组的设备由厚度为200μm的硅晶片和T形纳米通道阵列组成。这些通道用于集中电场,这会导致靶细胞中的孔打开。纳米通道还递送重编程剂,然后将其重新电泳通过瞬时孔。

研究人员使用小鼠进行了实验,以证实他们的方法具有临床潜力。给予具有股动脉横切的小鼠以促进在切开区域中血管生长的因子。在治疗的7天之内,四肢开始恢复其血液流动,而不是枯萎。诱发神经元发育的因素也被应用于中风小鼠的皮肤。从处理过的组织中提取的物质转移到大脑中,使小鼠恢复的可能性提高了两倍。

Although the field of cell therapy is fraught with complexity, the group’s thorough study presents a promising outlook for 组织治疗 as it takes the next step on the path to clinical application.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者