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科學家製造人類細胞做的微型機器人﹐成功治癒受損組織
科學家現在對機器人細胞修復身體損傷的可能性很感興趣﹐最近美國科學家團隊開發由人體細胞製成的微型機器人﹐且實驗室中顯示這種微型機器人可以修復受損的神經組織。科學家相信微型機器人將來可能會用於個人化醫療﹐幫助治癒傷口或受損組織甚至能夠再生。
美國麻薩諸塞州塔夫茨大學(Tufts University)的發育生物學研究團隊﹐先前曾利用胚胎青蛙細胞團開發出微型機器人﹐但這些「異種機器人」的醫學應用有限﹐因為它們不是源自人類細胞﹐而且必須手動雕刻成所需的形狀。研究人員現已開發出來自人體細胞的機器人﹐並正在利用實驗室生長的人體組織研究治療潛力。
研究團隊使用的是人類的氣管細胞﹐原因是科學家還在對COVIDd-19和肺部疾病進行各種研究﹐因此氣管細胞相對容易獲得﹐更重要的是科學家認為氣管細胞具有運動能力。科學家使用的細胞來自氣管表面﹐這種細胞覆蓋著稱為纖毛的毛髮狀突起﹐可以來回波動﹐纖毛幫助氣管細胞推出微小顆粒進入肺部的呼吸道。當我們透過咳嗽或清喉嚨排出顆粒和多餘液體的最後一步時﹐都是來自纖毛的工作。早期研究發現﹐當氣管細胞在實驗室中生長時﹐它們會自發性形成稱為類器官的微小多細胞球體。
研究團隊找到一種促使纖毛在類器官上面生長的環境條件﹐如同類器官有了可以自由移動的槳﹐且移動方式都不一樣﹐有的走直線﹐有的走小圈﹐還有的則坐著扭動﹐它們在實驗室條件下存活60天。其他科學家也製造生物機器人細胞﹐但它們是透過製作模具和在模具上生活的種子細胞手工建造出來﹐而這項研究中的每個機器人﹐都是從單個細胞中生長出來。而且這些單個機器人會融合在一起形成一個數百個細胞組成的超級機器人﹐研究人員將超級機器人放置在一層被刮傷的神經組織上﹐三天之內神經元片在超級機器人的作用下完全癒合。科學家表示﹐由人體自身組織製成的機器人﹐未來可以用來清理動脈﹑分解黏液或輸送藥物﹐且無需任何基因改造就能執行這種功能。
使用人類細胞的優點包括能夠利用患者自身的細胞來建構機器人來執行治療工作﹐不會觸發免疫反應或需要免疫抑制劑的風險。且它們有自然壽命﹐幾週後就會完全生物降解。研究人員相信﹐利用患者自身細胞創建這些結構﹐未來在實驗室以及最後可能在人類中發揮多種應用。
研究人員表示﹐一旦瞭解集體細胞願意且能夠做什麼﹐就可以開始控制它﹐不僅是為製造獨立運作的機器人﹐也是為了再生醫學﹐譬如再生四肢。將來可能進一步開發出生物材料製成的機器人﹐結合不同細胞﹐可以執行更複雜的功能﹐例如建造或探索組織結構。
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