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哈佛大学研制出一种半人造组织用以监测组织环境变化
哈佛大学的研究人员日前创造出了一种特殊的材料，该材料用生物组织融合了纳米级的电子设备，即晶体管和细胞的网状结构。
据《自然材料》报道，这种半人工的组织能在支持细胞生长的同时监控其他细胞的活动。此外，它也可以提供试管中药物的监控显示，因为研究人员能实时追踪显示细胞在三维环境下对药物的反应。人类一直希望可以研制出能与神经系统直接交流的假体和能感受伤痛、疾病并做出反应的组织嵌入，这种技术无疑做出了第一步的尝试。此前，为了探索活体系统的电子活动，科学家已经研发了光滑柔韧的设备来包裹在器官外面，例如心脏、大脑或皮肤（参见“制作可延展电子设备”）。但这些材料只能在组织表面监控电子活动。
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研制出这种新型脚手架的科研团队包括了2012年度《技术评论》人物 Bozhi Tian；哈佛大学化学家 Charles Lieber；Boston 儿童医院生物材料和药物运输实验室的 Daniel Kohane 和麻省理工学院化学工程师、协会专家Robert Langer。这个团队正着手设计一种能将电子设备直接整合入活体组织的三维脚手架。
这种纳米级的脚手架是由直的或扭曲的金属纳米线制成，上面点缀了探测电子活动的晶体管。研究人员将结成的网盘曲折叠成三维结构来模拟一片组织或一段血管，最终形成多孔的柔韧脚手架，这对电子学来说并不是个简单的技术。“从物理上来说，这种脚手架是有史以来最轻的电子材料。”Lieber说道。这种脚手架能由细胞增殖或与传统生物材料结合，例如胶原蛋白植入混合型脚手架。“这表明，以某种材料的角度，你几乎可以将这种电子网络与任何东西组合。”
为了测试结构的感应能力，研究团队以活体细胞演示了实验。他们在脚手架中培养了神经细胞，然后成功检测到细胞对于刺激性神经递质的应激活动。他们观察到组织一边的心脏细胞的搏动方式与另一边的细胞有微妙的不同。针对由卷曲的结构和光滑的肌肉细胞组成的简化血管，他们成功监测了其内部和外部的pH 变化。
Lieber 称无数医药公司都对此技术表示了极大兴趣。“这只是最最近期的应用，并不是终极目标。”总有一天，Lieber 将研发出能向医生报告功能的人造组织，并在必要的时候立即反馈给组织，例如将药物释放入皮肤或肺。他声称：“我们有机会将电子设备与多细胞系统结合。”本文译自 technologyreview，由 老人爱怡 编辑发布。