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Optoceutics:一種將光用於再生醫學的新技術

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/10/02

使用光促進新血管的形成:這是意大利技術研究院(IITituto Italiano di Tecnologia, IIT)研究人員進行的一項突破性研究成果。該研究於927日發表在《Science Advances》上。該研究小組首次表明,可以透過使用可見光以及光敏和生物相容性材料,來特異性地進行組織細胞的命運。這一發現為再生醫學開闢了新的視野。


光誘導的光激發刺激ECFC培養物中的微管發生。
ADECFC的體外管狀網絡的代表性圖像,它們經過長期光學激發,接種在培養皿和P3HT上,以及在黑暗條件下接種在相應的對照樣品上。可以觀察到長達24小時的培養物,但是在經過8小時的培養後拍攝照片後,它們的外觀基本沒有變化。比例尺,250μm。(E)草圖代表考慮進行拓撲分析的毛細管狀網絡的典型主要特徵。主段數(F),主結點(G)和網格(H)在不同條件下進行分析。結果表示為對從三種不同供體收穫的細胞,進行的三種不同實驗的平均值±SEM。差異的顯著性透過單向方差分析與Tukey事後檢驗進行評估。** P <0.01*** P <0.001。圖片來源:
Science Advances

實際上,再生醫學的目的是修復、再生和替換因先天性缺陷、疾病、損傷或衰老而受損的細胞、組織甚至器官,以重建生理功能。目前可用的技術,包括基因治療和生物醫學工程,利用了化學線索、藥物和物理刺激,但不幸的是經常缺乏選擇性和可逆性。得益於這項新研究,再生醫學可以依靠一種新技術:Optoceutics

這項研究是由IIT研究小組進行的,該小組由負責OptoCell實驗室的Maria Maria Antognazza與兩個意大利合作夥伴Pavia大學和PaviaIRCCS Policlinico San Matteo基金會合作。

IIT研究員Maria Rosa Antognazza說:「我們正在談論一種全新的技術,該技術可能會引領我們在組織工程學中取得重要成果。與使用電極相比,使用光作為刺激,比使用電極具有更大的通用性和更少的侵入性,並可針對更具體的方向。該方法的目的在建立一個新的研究領域,我們稱之為“光學技術”,能夠與具有巨大應用潛力的藥物和電技術並駕齊驅。」

正是在這種情況下,研究團隊與心血管生理學家,以及研究的第一作者Francesco Lodola一起表明,有可能將新方法應用於內皮組織的前驅幹細胞。研究人員設法透過使用光活性材料作為細胞基質,並透過短脈衝可見光刺激它們,來有效地促進體外血管生成過程。這些結果為心血管疾病治療中,許多有趣的發展鋪平了道路。

下一步將使用其他感興趣的組織再生細胞模型,來增強已驗證技術的潛力。透過光刺激調節細胞命運的可能性,使研究人員變得高度精確且侵入性最小。因此它可能適用於治療領域中的數種應用。