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美国造出万能肌肉薄膜 人体器官有望批量生产

2007-10-13 18:47:14| 点击:0| 评论:0| 好评:0| 坏评:0|第2页/共3页 << 上一页|下一页 >>

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侠客:tonytech7@yahoo.cn

  帕克率领他的研究小组经过多年研究,终于找到了这种载体——纤粘蛋白(fibronectin),它能让单层肌细胞有序排列。他们首先在一种载玻片上设置一薄层热敏聚合物材料,然后在其上添加一层具有很强活性的高乙烯基含量硅橡胶(PDMS)。利用特殊工艺,研究人员在这两层衬底上“印”下了已成型的纤粘蛋白层,然后把小鼠的心肌细胞紧密附在该蛋白层之上。果然,当首批心肌细胞在膜状基质的表面按一定方向排列之后,后面生长出来的肌细胞也沿着这个初始方向生长。培育数日后,研究人员降低温度,热敏聚合物、PDMS等支架部分就会脱离,剩下的就是具有良好弹性的混合肌肉薄膜(MTF)。

  肌肉薄膜造出神奇装置

  研究人员目前已经制造出三角形、矩形等形状的肌肉薄膜(MTF),这些材料已经展现出完美的生物机能。MTF的运动特性随形状的不同而改变,这意味着,能通过改变形状让其发挥不同的作用。

  为了测试MTF的性能,科学家们用它制造出了各种不同的神奇装置,这些装置都“听命”于人,有会游泳的机器人、人造爪子和微型机器人等。科学家使用电能来驱动这种新材料的运动,微弱的电流可以驱动肌肉细胞伸缩、变形,进而改变肌肉薄膜的形状。

  科学家们根据三角形MTF的特殊性质,制造出了一种形状像斑马鱼的小装置,它可以左右摆动尾部而产生前进的推力,以垂直姿态在水中沿着固定方向前进。科学家们使用肌肉薄膜制造出一种微型爬行机器人。这种机器人的身体呈圆形,背部的一条“腿”可以驱动机器人缓慢爬行运动。能够自动卷起来的微型人造爪子,可以在通电的时候产生蜷缩,抓起并移动单个细胞。研究人员表示,这种人造爪子的使用前景十分广阔,将可能在未来的生物工程中被制成专门抓取细胞的“生物起重机”。

  虽然MTF在设计之初就不是为了打破什么速度纪录,到目前为止,人工肌肉每分钟只能前进1英寸(约2.4厘米),但科学家通过这一系列试验,得到了一个“潜力股”——人造肌肉的生物机能确实可以与机体的肌肉组织一较高下。如果将这种特性充分发挥出来,人工肌肉在人造器官方面的应用潜力将不可限量。

  人体器官有望批量生产

  肌肉薄膜具有令人不可思议的生物机能,哈佛大学的研究人员基特·帕克及其研究小组的工作引起了广泛关注。许多同行认为,帕克革命性地提高了人类操作细胞排列的能力,在制造复杂的人体器官方面取得了重大突破。但帕克和他的研究人员又看到了意义更深远的东西。

  帕克对外界表示,“没有任何理由表明,MTF不能由其他种类的细胞组成”。例如,由心肌细胞组成的MTF可以替代人体心脏的病变组织,而用该技术还可制造出大量完美的皮肤组织,给严重烧伤的病人带来希望。

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