2008年12月29日,新加坡理工學(xué)院最近成功開發(fā)出全球第一個(gè)雙軸旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器,能夠利用病人自身的干細(xì)胞"量身定做"新骨頭,再由醫(yī)生把它安置到骨頭的斷裂口,讓干細(xì)胞慢慢分化成骨細(xì)胞,與裂痕周圍骨細(xì)胞融合,修復(fù)斷骨。
所謂生物反應(yīng)器,是指在體外造就一個(gè)與體內(nèi)相似的環(huán)境,加速培養(yǎng)細(xì)胞、組織乃至器官的系統(tǒng)。此前的生物反應(yīng)器只能單軸旋轉(zhuǎn),而新加坡理工學(xué)院開發(fā)的這種反應(yīng)器卻是雙軸旋轉(zhuǎn),利用計(jì)算流體力學(xué)讓營養(yǎng)通過液體流動(dòng),更均勻地分布到干細(xì)胞里。這種培育干細(xì)胞的方法比在培植皿里培植的要快十倍,可大大縮短治療時(shí)間,這在骨頭損壞面積特別大的情況下特別有用。
報(bào)道說,醫(yī)生用破裂的頭蓋骨作試驗(yàn),他們先依照頭蓋骨缺口的形狀和厚度,制造蜂窩組織支架,再把從病人骨髓里提取的干細(xì)胞作為“種子”,放入反應(yīng)器的容器內(nèi),再往容器里添加紅色營養(yǎng)液體,包括葡萄糖、維生素及氨基酸等,干細(xì)胞需要這些營養(yǎng)“繁殖”。反應(yīng)器啟動(dòng)后,容器根據(jù)所設(shè)定的電腦程序,按照垂直、水平兩個(gè)軸線旋轉(zhuǎn),讓干細(xì)胞隨著液體流動(dòng)“繁殖”,并“住進(jìn)”支架。當(dāng)蜂窩組織支架“住滿”干細(xì)胞后,就可以把支架從容器取出,固定到頭蓋骨的缺口上。過些日子,支架內(nèi)的干細(xì)胞就會(huì)受周圍骨細(xì)胞的影響而分化成為骨細(xì)胞,支架也能自行分解。除了修復(fù)頭蓋骨外,這項(xiàng)技術(shù)還適用于眼眶部分、下顎骨和腿骨等比較厚的骨頭修復(fù)。
這項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)在老鼠腿骨上試驗(yàn)成功,被切除腿骨的老鼠接受治療后,3個(gè)月內(nèi)就可康復(fù)。這項(xiàng)技術(shù)的首席研究員莊文勝說,接下來要用幾種較大型的動(dòng)物做相同試驗(yàn),然后才能在人類身上進(jìn)行臨床試驗(yàn)。