北京時間8月29日消息，英國每日郵報報道，近日美國麻省理工學院的研究學者發(fā)明了一種新技術(shù)，能夠在人體組織里放置傳感器，這使得結(jié)合人體和機器人技術(shù)創(chuàng)造半機器人離現(xiàn)實更進一步。為了控制工程組織的三維形狀，研究學者在微小的海綿狀支架上培養(yǎng)細胞。

圖1 包含微小傳感器的3-D組織支架——研究學者認為通過將它們在組織中“培養(yǎng)”，日后可以將這些醫(yī)用傳感器植入病人體內(nèi)。

這些設備可以移植入病人體內(nèi)，或者用于實驗以研究組織對潛在藥物的反應。來自美國麻省理工學院、哈佛大學和波士頓兒童醫(yī)院的研究學者組成的小組正往組織支架上添加新的元素：電子傳感器。

這些由硅納米線制成的傳感器可以用于監(jiān)測支架周圍組織的電活動，控制藥物釋放或者根據(jù)不同藥物對心臟組織跳動產(chǎn)生的效應而選擇合適的藥物。“對于這項研究我們非常興奮，” 麻省理工學院的David H. Koch研究所的羅伯特·蘭格教授這樣說道。“它使得我們離未來合成組織工程心臟更近了一步，同時它也顯示了新型納米材料在該領域的重要地位。”

研究學者利用環(huán)氧樹脂建造了這個新支架，環(huán)氧樹脂是種能產(chǎn)生多孔質(zhì)3-D結(jié)構(gòu)的無毒材料。嵌入在支架里的硅納米線向組織內(nèi)生長的細胞傳遞電信號，同時也能從細胞中傳遞出信號。“這些支架不僅僅是細胞的機械支撐，它還包含多重傳感器。我們將細胞放在支架上培養(yǎng)，最終它將長成3D的工程組織。”

研究小組選用硅納米線作為電子傳感器是因為它們小、穩(wěn)定，且能安全的植入活體組織，且對電流的反應比金屬電極更敏感。納米線直徑在30納米和80納米之間（大約是人一根頭發(fā)的1/1000）。它能夠檢測到小于千分之一瓦的電壓，這大約就是細胞內(nèi)的電壓水平。

圖2 諸如機械戰(zhàn)警這樣的半機械人在科幻電影中屢見不鮮。目前麻省理工學院的研究學者正在朝將它變?yōu)楝F(xiàn)實邁進。

《自然材料研究》中研究學者利用它們的支架培養(yǎng)心臟、神經(jīng)和肌肉組織。利用工程心臟組織，研究學者能夠檢測到細胞對去甲腎上腺素的反應，后者是一種用于增加心臟率的常用興奮劑。

美國哥倫比亞大學生物醫(yī)學工程的戈爾達娜﹒武尼亞克-諾瓦科維奇教授表示，這項工作解決了對電刺激有反應的工程細胞的需要，這將極大的促進了對心臟和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。“這項研究展示了納米電子學是如何結(jié)合組織工程學檢測細胞的行為。”這種可植入設備使得醫(yī)生可以檢測到植入該設備的病人的炎癥或其他生化事件。

研究學者的最終目標是這種工程組織不僅能檢測的電或化學事件，還能夠通過釋放藥物，對它產(chǎn)生適當?shù)姆磻?/p>