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解析3D打印推动现代医学进步

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-04-26  来源:生物谷  作者:中国标识网  浏览次数:594
  6.Cell Stem Cell:创造人工肾脏可能需要这种技术
 
  美国萨克研究所的科学家们最近开发了一种在体外培养肾祖细胞(Nephron Progenitor Cells)的方法,在此之前一些维持肾祖细胞培养的尝试经常失败,培养的细胞或者死亡或者失去发育潜能,无法保持祖细胞状态。
 
  肾祖细胞,至少对人类来说,经常只存在于胚胎发育的一个短暂阶段。这些细胞会继续发育形成肾单位,负责血液过滤排出尿液。但是成人体内不存在肾祖细胞,在损伤或疾病状态下,不能生成新的肾脏组织。科学家们认为在实验室中获得肾祖细胞将为研究肾脏发育最终帮助治疗肾脏疾病提供一种新方式。
 
  其他科学家曾经使用诱导多能干细胞获得肾祖细胞样细胞,这种方法通常需要花费很长时间,并且很难分离得到比较纯的细胞群体,产生的肾祖细胞样细胞也只能维持较短时间,几天之内就会发育成熟变成成体肾脏细胞,因此一直以来没有稳定的祖细胞群体可供科学研究。
 
  在研究伊始,研究人员直接从小鼠胚胎中分离肾祖细胞,开发能够维持祖细胞状态的方法。他们发现如果将细胞培养在3D培养条件下,再加入一些信号分子混合物,就能够长时间稳定维持肾祖细胞状态。随后将这些3D培养的祖细胞转移到其他条件或移植到动物体内可以发育形成具有功能的肾单位样结构。
 
  接下来研究人员又利用人类胚胎肾祖细胞以及从干细胞分化得到的人类肾祖细胞找到了适用于人类肾祖细胞培养的方法。他们再一次证明这种方法能够在体外长期维持肾祖细胞。研究人员表示该研究使用的3D培养策略也有可能应用于其他类型祖细胞的培养。他们计划接下来研究培养发育成完整肾脏所需的其他类型祖细胞的方法。如果能够实现对其他类型祖细胞的培养,那距离创造一颗可供移植的人工肾脏将不再遥远。
 
  7.PNAS:利用干细胞定制具有抗炎作用的3D打印软骨
 
  为了不用手术就可以治疗磨损发炎的髋关节,科学家们在类似髋关节股骨头的3D支架上诱导干细胞进行编程生长为新的软骨,同时结合基因治疗还可以激活新软骨释放抗炎分子防止关节炎复发。该工作由华盛顿大学医学院的研究人员完成,发表在国际学术期刊PNAS上。
 
  这项技术使用了一种3D可生物降解的合成支架,这种支架可以根据病人关节的准确形状进行定制,再利用病人皮肤下脂肪组织中的干细胞诱导形成软骨,将其覆盖在3D支架上从而获得新的关节软骨。随后将新软骨植入发炎髋关节表面,用活组织重新覆盖髋关节,从而消除关节炎疼痛,延缓甚至消除一些病人对关节替换手术的需要。
 
  除此之外,研究人员还借助基因疗法将一个基因插入到新生的软骨细胞中,再用一种简单药物将其激活,该基因可以促进抗炎分子的释放进而防止关节炎复发。“在有炎症的时候,我们可以给病人一种简单的药物,激活我们植入的基因来降低关节部位的炎症,这样我们就可以在任意时候停止给药来关闭基因的表达。”研究人员这样说道。
 
  这种基因疗法是非常重要的,当关节部位的炎症分子水平增加,软骨会受到损伤,疼痛也会出现。将基因疗法加入到干细胞和3D打印支架技术中,研究人员相信这将有助于阻止关节炎复发,让植入软骨发挥更长时间的作用。
 
  有数据表明目前有3000万人美国人被诊断为骨关节炎,而骨关节炎的发生率处于上升态势。该数字中包含许多年龄在40到65岁的相对年轻病人,这些病人由于受到年龄限制还不适合进行关节替换手术,而传统的方法又不是特别有效。研究人员认为这部分病人或在将来成为使用这种新技术的理想候选人
 

 
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