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        培養(yǎng)4D組織 自彎曲角膜
        
			
        
				2019-01-21 10:11:13
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        紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種生物系統(tǒng)，通過塑造周圍的物質(zhì)，讓細(xì)胞形成所需的形狀 - 首先是形成自彎曲的角膜。
        

        培養(yǎng)4D組織 自彎曲角膜
        

        角膜是眼球前部的透明外層。
        

        在研究中，用血清激活含有角膜基質(zhì)細(xì)胞(干細(xì)胞)的扁平圓形凝膠，使凝膠邊緣以不同的速率收縮到中心，在5天的時(shí)間內(nèi)形成邊緣以形成碗狀彎曲的角膜。
        

        該研究發(fā)表在Advanced Functional Materials上，由紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)組織工程教授Che Connon教授領(lǐng)導(dǎo)。他說：“目前捐贈(zèng)的角膜短缺近年來已經(jīng)惡化，因?yàn)樗麄儫o法使用激光眼科手術(shù)的任何人，所以我們需要探索這些自我彎曲的角膜等替代品。
        

        “細(xì)胞被觸發(fā)形成一個(gè)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，但由于這需要時(shí)間，這個(gè)方程中的第四個(gè)維度，我們已經(jīng)將它們標(biāo)記為4D結(jié)構(gòu)。”
        

        4D的形成是通過創(chuàng)新地使用細(xì)胞作為生物致動(dòng)器，使部件移動(dòng)的部件來實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下，細(xì)胞自身迫使周圍組織隨時(shí)間以預(yù)定方式移動(dòng)。
        

        包含膠原和包封的角膜細(xì)胞的凝膠以兩個(gè)同心圓排列。通過將稱為肽兩親物的分子添加到任一個(gè)圓中來獲得具有碗狀結(jié)構(gòu)的彎曲形狀的形成。
        

        在一個(gè)環(huán)中，活性細(xì)胞拉動(dòng)凝膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(高收縮)，另一個(gè)環(huán)中它們拉動(dòng)這些肽兩親物分子(低收縮)。兩個(gè)同心環(huán)之間的這種收縮差異引起凝膠的彎曲。發(fā)生這種情況是因?yàn)榧?xì)胞優(yōu)選結(jié)合肽兩親物分子而不是凝膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
        

        康農(nóng)教授補(bǔ)充說：“因?yàn)樗羞^程都是由細(xì)胞本身精心策劃的，我們可以將它們視為生物機(jī)器從內(nèi)部重塑這些結(jié)構(gòu)。
        

        “我們開發(fā)的技術(shù)和理解具有巨大的潛力，因?yàn)檫@些角膜顯示工程組織形狀可以通過細(xì)胞執(zhí)行器控制。這可能使我們想象未來這種方法可以與關(guān)鍵孔手術(shù)相結(jié)合，使外科醫(yī)生能夠?qū)⒔M織植入一種形狀，然后由細(xì)胞本身的行為驅(qū)動(dòng)，在體內(nèi)發(fā)展成更復(fù)雜的功能性形狀。
        

        該論文的第一作者M(jìn)artina Miotto博士解釋說：“這是形式和功能之間嚴(yán)格關(guān)系的最前沿的例子，因?yàn)檠芯窟€表明這些4D結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)和生物功能特性再現(xiàn)了原生組織的生物力學(xué)和生物功能特性。未分化的角膜緣上皮干細(xì)胞位于較軟的角膜緣，分化的上皮跨越前角膜的較硬中心。“
        
			

			
          
        
			
        
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