11 月 30 日发表在《先进科学》杂志上的一项最新研究,科学家们研发出了一种新型的“微型人体细胞机器人”。这种“人体细胞机器人”由人体细胞构成,有望在未来发现癌症、修复受损组织,甚至清除血管中的斑块。
目前,这项研究还处于初期阶段,但已经显示出在医疗领域的潜力。研究人员发现,这些机器人能够促进受损神经细胞的生长,尽管目前尚不清楚具体原因。这项研究得到了 Astonishing Labs 生物技术公司的部分资助,该公司致力于利用这项技术治疗神经系统疾病和神经脊髓损伤。
直径仅30到500微米
塔夫茨大学的科学家与哈佛大学研究团队联手研发出一种革命性的“微型人体细胞机器人”,它们由人体细胞构成,直径仅30到500微米。不同于传统的依靠电力驱动的机器人,这种“微型人体细胞机器人”以人体细胞为原材料,具有自我修复和适应环境的能力。它们能够根据体内环境进行自我调整,为治愈人体受损组织提供了全新的解决方案。
研究团队利用来自不同年龄段、不同性别的成人所捐赠的气管活体细胞进行了实验。这些气管细胞表面覆盖着一层纤毛,这些纤毛可以来回波动,帮助机器人进入肺部气道。通过调整化学成分,科学家们成功地让纤毛向外翻,使类器官开始移动。这些机器人有的完全被纤毛覆盖,有的不规则地被纤毛覆盖,有的呈直线移动,有的则是绕圈移动。它们在实验室环境下存活了60天,展现出了强大的生命力和适应性。
研究人员还发现,这些机器人能够促进受损神经细胞的生长。在实验中,当机器人穿过受损神经细胞时,发现它们确实能够促进神经细胞受损区域的生长。这一发现为治疗神经损伤等疑难病症提供了新的思路。
德国弗莱堡大学专注于生物与材料研究的法尔克·陶伯对这项研究给予了高度评价。他表示:“这些机器人有令人惊讶的表现”,这项研究为未来使用生物机器人实现不同功能提供了基础,这些机器人未来很有可能将应用于人类世界中。
对于安全性问题,莱文强调这些机器人不会造成任何安全和道德问题。它们不是由人体胚胎制成的,也没有涉及到任何形式的基因改造问题。这些机器人的生存环境非常有限,无法生存在特定环境以外。此外,这些机器人也有自然寿命,一般会在数周后自行降解。这一独特的特点使得它们在医疗领域具有巨大的潜力。
或可修复受损的神经细胞
传统上,神经细胞的受损修复是一项极具挑战性的任务。由于神经细胞在人体内自然寿命有限,受损神经细胞无法自行修复,导致许多神经系统疾病无法根治。
这种人体细胞机器人由一种特殊的材料构成,其尺寸仅为几纳米。这种材料可以在人体内执行多种任务,最重要的是,它能够促进修复受损的神经细胞。机器人通过其微小的尺寸能够进入细胞内部并定向释放特定的修复物质。这些修复物质能够刺激受损神经细胞的再生过程,从而帮助恢复神经系统的功能。
科学家们表示,这些人体细胞机器人具有自然寿命,一旦完成任务或达到寿命极限,它们将被自动清除并排出人体。这使得这种技术相对安全,避免了机器人滞留在人体内部的风险。在实验中,科学家们首先使用动物模型对这种人体细胞机器人进行测试。结果显示,这种机器人能够成功进入神经细胞内部并释放修复物质,引发受损细胞的再生。接下来,研究人员计划进行临床试验,以评估这种新技术在人类身上的效果。
这项研究的首席科学家表示:“人体细胞机器人的问世标志着一种崭新的治疗方法的到来,它有望成为治疗神经系统疾病的革命性技术。我们相信,通过利用这种纳米技术,我们能够零患者的负担并实现受损神经细胞的恢复。”
然而,这项技术还面临一些挑战。首先,人体细胞机器人的精确控制是一个关键问题。科学家们正在努力开发更精确的控制系统,以确保机器人在人体内部执行任务时能够准确无误地释放修复物质。此外,安全性问题也需要仔细考虑,确保机器人在完成任务后能够完全清除。
曾创造第一个活体机器人
据悉,早在2020年,塔夫茨大学的科学家与佛蒙特大学的科学家利用非洲爪蛙胚胎中提取的干细胞制造了一批名为xenobots的“活体机器人”。这些机器人能够用于清除海洋中的微塑料或攻击癌细胞。而如今的这种微型人体细胞机器人是在xenobots的基础上进行研发的。研究的作者、塔夫茨大学生物学教授莱文表示,无论是爪蛙的细胞还是人体的细胞,本质上都是生物的细胞,只是我们过去没有意识到人体细胞拥有的全部能力。
研究团队选择了人体气管细胞作为构建微型人体细胞机器人的材料。这些细胞相对容易获取,并且有助于研究肺部疾病。此外,科学家们发现气管细胞具有一种移动能力。研究人员古姆斯卡娅解释说,在实验过程中,她研究了气管细胞生长条件中的化学成分,并找到了一种能让纤毛向外翻的方法。纤毛就像桨一样,几天后,类器官开始运动。
莱文介绍说,每个微型人体细胞机器人都是从单个细胞生长出来的,所以每个机器人都是独一无二的,它们拥有不同的尺寸、形状和移动方式。一些机器人被完全覆盖着纤毛,而另一些则不规则地被纤毛覆盖。它们的移动方式也各不相同,有些直线移动,有些则是绕圈移动。在实验室环境下,这些机器人存活了60天。
“一旦我们了解了细胞群体愿意和能够做什么,就可以开始控制它,不仅是为了独立的‘机器人’,而且是为了再生医学,包括重新长出四肢。” 莱文说。
总之,“微型人体细胞机器人”的研发开启了全新的医疗时代。它们以人体细胞为基础,具有自我修复和适应环境的能力,能够促进受损组织的生长并治愈神经损伤等疑难病症。这一突破性的创新为全球医疗领域带来了无限的可能性,引领着未来科技发展的新方向!
文章来源: 花思o花醉淚,IT之家,悠闲刘哥有话说,乐不乐呗
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