密歇根大学的一个实验室研发出了一种人造骨髓,可以持续制造红细胞和白细胞。这项研究成果可以简化药物检测,更加深入研究免疫系统缺陷,为输血持续提供血液。
密歇根大学化学工程、材料科学和工程系、生物医学工程系的教授Nicholas Kotov说,这种物质在一个三维支架上生长,模拟机体内支持骨髓的组织。与大多数三维生物医学支架不同,这种制造出来的骨髓不是为了植入*。这种设计在试管内发挥功能。
Kotov说:“这是首次成功制造人造骨髓。骨髓有两种基本功能,可以复制血液干细胞,制造B细胞。B细胞是关键免疫细胞,可以制造抗体,在许多疾病的抵抗中起重要作用。”血液干细胞可以造血,并产生许多其他类型细胞。B细胞是一种白细胞,可以抵抗感冒、细菌感染、其他外来的或者异常细胞,包括某些癌症。
抗癌化疗药物可以强烈抑制骨髓功能,使机体更易于感染。新的人造骨髓能够让研究者试验一种新药如何影响骨髓功能,有助于新药研发和在人类药物试验之前发现严重副作用。
骨髓是一个复杂的器官。这个新研究的主要贡献是这种人造骨髓在上面生长的三维支架。这种支架必须有大量大小精确的孔,可以刺激细胞相互作用。这种支架由透明的多聚物制成,营养成分可以容易地透过。为了制造这种支架,科学家将多聚物与小球焊接在一起,就像撞球一样。然后将小球溶解,这样就在支架内留下了精确的几何小孔。将骨髓间充质细胞和成骨细胞接种到支架内。
Kotov说:“小球焊接的多聚物,其几何精确度对于药物试验的重复性、评价潜在药物很重要。因此支架设计必须严格模拟真正的骨髓,因为没有适当的生物制品。”某些对于免疫和造血很重要的干细胞可以在这些支架里有效生长、分裂和分化,因为支架里面的这些小孔与真正骨髓中的小孔很相似。
研究者还用实验结果表明,对于传染性新Caledonia/99/H1N1流感病毒,人造骨髓可以产生类似于*的反应。这只是一个开始。为了看这种物质是否像真正的骨髓一样起作用,科学家将其植入免疫缺陷小鼠体内。小鼠可以产生人类免疫细胞,血管也可以在生长。