新型纳米芯片，可在人体内执行不同功能

当前,纳米技术经过数十年的发展,已经蔚然成风。纳米技术为物理、材料、化学、能源科学、生命科学、药理学与毒理学、工程学等基础学科提供了创新推动力,成为变革性产业制造技术的重要源泉。

医学领域,纳米技术为医护人员提供了新的非侵入性纳米药物,使得一些最难攻克的疾病的治疗取得了重大进展。借助纳米载体,药物可以克服人体的生物屏障,通过人为操控直接到达病灶区,在提高局部药物浓度增强治疗效果的同时减少了对其他组织的损害,其优势在癌症治疗中已然显露。

此外,承载纳米技术将特化的成人细胞还原成胚胎组织中的非特化干细胞也是一项令人瞩目的医学成就。这些干细胞具有很大的治疗潜力,它们可以被诱导成长为各种与人体相容的细胞、组织、器官,在一定程度上能够解决组织排斥或寻找捐赠者问题。

然而遗憾的是,现有的纳米改造方法不是风险高就是效率低,病毒会感染非目标细胞,引发免疫反应,甚至引起细胞癌变。因此,科学家们一直在寻找一个更为简单、安全的细胞编辑系统。

近日,印第安纳大学(IU)医学院的研究人员开发了一个新型纳米芯片设备,该设备可以有效将体内的皮肤细胞重新编程,成为新的血管和神经细胞。

该芯片顶部是一个长方形的“容器”,里面装有特定的基因。在聚焦电荷的推动下,这些基因被引入到活体组织所需的深度并改变细胞,进而将该位置转化为一个小小的生物反应器。

反应器可以将细胞重新编程为不同种类的细胞或多细胞结构,如血管或神经,这一切无需复杂的实验室技术或危险的病毒转移系统。一旦生产出来,这些细胞和组织就能够帮助修复身体部位的损伤,包括大脑。

值得一提的是,在民用和军用医学上,例如修复中风造成的脑损伤或逆转糖尿病造成的神经损伤方面,该技术也大有可为。目前,这项技术已经开发5年多。未来,IU研究团队希望明年获得FDA的批准,从而使该纳米芯片可用于解决实际临床问题。