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科学家开发纳米针技术来产生新的血管

  科学家开发纳米针技术来产生新的血管

  2015年3月31日

  在小鼠试验中,科学家开发了一种微小的“纳米针”,成功地促使身体部位产生新的血管。

  来自伦敦帝国理工学院和美国休斯顿卫理公会研究所的研究人员希望他们的纳米针技术最终可以帮助受损的器官和神经自我修复并帮助移植的器官茁壮成长。

  图像显示纳米针(橙色)上的人体细胞(绿色),其中DNA注入细胞核(蓝色)。

   研究人员使用光学显微镜拍摄了这张照片。

  纳米针通过将核酸递送到特定区域来起作用。核酸是所有生物体的基石,它们编码,传递和表达遗传信息。科学家们目前正在研究使用核酸重新编程细胞以实现不同功能的方法。

  纳米针是微小的多孔结构,充当海绵,比固体结构加载更多的核酸。这使它们在提供有效载荷方面更有效。它们可以穿过细胞,绕过其外膜,传递核酸而不会伤害或杀死细胞。纳米针由可生物降解的硅制成,这意味着它们可以留在体内而不会留下有毒残留物。硅在大约两天内降解,仅留下可忽略量的称为原硅酸的无害物质。

  在Nature Materials中描述的一项试验中,该团队表明他们可以使用纳米针将核酸DNA和siRNA传递到实验室的人体细胞中。他们还表明,他们可以将核酸输送到小鼠的背部肌肉中。七天后,小鼠背部肌肉中新血管的形成增加了六倍,血管在14天内持续形成。该技术不会引起炎症或其他有害的副作用。

  希望有一天科学家能够利用纳米针帮助促进人体内新生血管的产生,为移植器官或未来的人体器官植入物提供与身体其他部分的必要连接,使它们能够发挥作用适当地被拒绝的可能性很小。

  相关故事血液测试检测与阿尔茨海默氏症相关的脑损伤症状发展之前的几年血液凝血因子可能导致阿尔茨海默病早期行走可能比降低血压的药物更好“与现有的将遗传物质传递给细胞和组织的技术相比,这是一个巨大的飞跃,"休斯顿卫理公会研究所纳米医学系联合主席Ennio Tasciotti表示,该论文的共同作者。 “通过直接进入细胞的细胞质,我们以惊人的高效率实现了遗传重编程。这将让我们为每位患者提供个性化治疗,为我们提供无限的感知,诊断和治疗可能性。所有这一切都要归功于比人类头发小1000倍的微小结构。

  伦敦帝国理工学院材料与生物工程系的共同作者Molly Stevens教授说:

  我们的研究还处于早期阶段,但我们很高兴纳米针在小鼠试验中取得了成功。需要克服许多障碍,我们尚未在人体中试验过纳米针,但我们认为它们具有帮助身体自我修复的巨大潜力。

  研究人员现在的目标是开发一种可以包含纳米针的柔性绷带材料。这个想法是,它将被应用于身体的不同部分,无论是内部还是外部,以提供修复和重置细胞程序设计所必需的核酸。

  材料系研究的第一作者Ciro Chiappini博士补充道:

  如果我们能够利用核酸的力量并促使它们执行特定任务,它将为我们提供一种再生失去功能的方法。也许在将来,医生可能会将弹性绷带应用于严重烧伤的皮肤,以重新编程细胞,以治愈功能性组织损伤,而不是形成疤痕。或者,我们可能会看到外科医生首先在受影响的区域内应用纳米针绷带,以促进这些新器官和植入物在体内的健康整合。我们还有很长的路要走,但我们最初的试验似乎很有希望。

  出处:http://www3.imperial.ac.uk/

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