第11版:科技前沿 PDF版下载

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■本期观察:李 涛 杨 飞

再生器官的微小芯片

如果看过电影《金刚狼》,那么你对主人公的强大再生能力一定不会陌生。这个曾经在科幻电影中呈现的一幕已经成为现实——简单地摸一下一个微小的芯片,人体器官就能再生。

前不久,俄亥俄州立大学威斯纳医学研究中心和工程学院的研究团队联合开发出一项能够快速修复几乎所有器官的技术。这项技术主要依赖微小芯片和遗传负荷对人体器官产生影响。微小芯片是科学家利用微技术设计而成,它可以把遗传负荷注入到人体细胞中。遗传负荷就是通常所说的DNA和RNA。当我们将这种遗传负荷运用到细胞中,它会把细胞原有的结构和功能改变成修复伤口所需的结构和功能。

人们把芯片放在皮肤之上并轻轻一摸,一股几乎感觉不到的微小电流就成了联通组织的通道。DNA 或RNA通过微型渠道进入组织中并开始重新编辑细胞,给予细胞一个新的“身份”。换句话说,只要有了这种微小芯片,任何器官的细胞都可以由组织细胞转换而来,进而再生整个器官。

愈合伤口的超级胶水

众所周知,东西开裂可以用胶水粘起来继续使用。没想到现在连伤口都可以用胶水粘合并使其愈合。

前不久,澳大利亚和美国的科学家联合研制出一种可以在紫外线光照下,60秒内闭合伤口的注射式超级胶水。超级胶水看起来和普通液体一样,但极具弹性和黏性,可以完美贴合各种形状的人体器官,包括不断扩张和收缩的肺、心脏以及动脉。由于液体具有流动性,超级胶水不仅方便储存,而且可以更加容易地治疗难以触摸到的伤口。当它接触到伤口时,会快速填满伤口之间的缝隙,并在光照下凝固为凝胶状,促进伤口的愈合。

如此神奇的超级胶水原材料是什么呢?事实上它是由天然弹性蛋白和光敏分子构成,无毒无害且具有生物相容性。超级胶水在创面血液和组织液中阴离子的作用下,能快速聚合固化成膜并与创面镶嵌紧密,牢固地保持伤口的对合状态,在凝血酶和纤维蛋白原的共同作用下,封闭创面断裂的小血管从而快速止血。

修复骨骼的生物玻璃

小壁虎断掉的尾巴可以再生,我们人类未来会不会也有重新长出胳膊的功能呢?英国帝国理工学院研发的一种与人体软骨组织相似的新型生物玻璃材料使得这一设想有望成为现实。

将生物玻璃置于人体,它会逐步溶解,并释放出一些离子,这些离子能够与免疫系统“对话”,告诉身体细胞它们都该做些什么。生物玻璃不会被我们的身体当作外来者,它能够与人体骨骼以及软组织很好地结合,一方面替代部分骨骼的支撑功能,另一方面促进身体生成新的骨骼组织。

经过改进后的生物玻璃材料具有更好的弹性,可以被置于严重骨折的腿部支撑起病人的体重,同时使得患者的行走活动不受影响,不像以前要依靠钢板和螺丝固定。

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