由印第安納大學(IU)醫學院的Chandan Sen領導的一個研究小組近期正在將一個新納米芯片設備從原型階段移出。據悉，該設備可以將體內的皮膚細胞重新編程，成為新的血管和神經細胞。
在過去20年中，更令人矚目的醫學發展之一是能將特化的成人細胞並還原成胚胎組織中的那種非特化幹細胞。這些幹細胞具有巨大的治療潛力，因為它們隨後可以被誘導生長為各種細胞、組織和（最終）器官且跟患者完全相容，另外還能消除掉組織排斥或尋找捐贈者的問題。
然而不幸的是，這樣做需要複雜的實驗室程序，並且跟許多替代方案一樣，這會引起某些風險，包括產生癌細胞。相反，我們需要一個更簡單的系統，這不需要幹細胞變態所需的精心步驟。
IU的方法是放棄實驗室，轉而利用一種稱為組織納米轉染的技術來將人體變成自己的細胞程序員。這使用了一個硅納米芯片，該芯片已被印刷成包括以微針陣列為終點的通道。芯片的頂部是一個長方形的貨物容器，裡面裝有特定的基因。
在聚焦電荷的推動下，這些基因被引入到活體組織的所需深度並改變細胞，進而將該位置轉化為一個小小的生物反應器，該反應器則可以將細胞重新編程為不同種類的細胞或多細胞結構如血管或神經，而這一切無需複雜的實驗室技術或危險的病毒轉移系統。一旦生產出來，這些細胞和組織可以幫助修復局部或身體其他部位的損傷，包括大腦。
來自印第安納州再生醫學和工程中心主任Sen表示：“這種小型硅芯片實現了納米技術，它可以改變活體部分的功能。如如果某人的血管因為交通事故而受損，他們需要血液供應，我們不能再依靠原有的血管，因為那已經被壓碎了，但我們可以將皮膚組織轉化為血管，拯救處於危險中的肢體。”
這項技術已經開發了5年多，IU團隊現在正專註於超越原型設計從而使納米芯片成為可用於臨床的實際問題。這包括確保明年獲得美FDA的批准，這將為人們的臨床研究開闢潛力。民用和軍用醫學的潛在應用則包括修復中風造成的腦損傷或逆轉糖尿病造成的神經損傷。
“這是關於芯片的工程和製造，”Sen說道，“芯片的納米製造過程通常需要五到六天，在這份報告的幫助下，任何熟練的人都可以實現。”