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    研究人員長期以來都在試圖開發一種能模擬胚胎誘導力的合成材料。近日，哈佛大學和波士頓兒童醫院的研究人員開發了一種能幫助機體修復甚至替換損傷組織（例如牙齒和骨頭）的合成材料。這一材料具有收縮能力，并與機體組織具有親和力。因而，將包含間充質細胞的該材料植入機體，能在機體所需修復位置收縮，促使間充質細胞濃縮并發揮誘導細胞分化作用。該研究成果于2月18日在線發表在《先進材料》（Advanced Materials）期刊上。
 

    胚胎組織具有啟動細胞或組織定向分化和形成器官的能力。研究人員常借助生物分子又叫生長因子來**細胞或組織生長，基因激活化學物質促使細胞或組織分化，利用機械力調控細胞對其他因子的響應。目前為止，研究人員想要在實驗室中構建器官依賴兩種策略，生長因子和基因激活化學物，然而還未成功制造出復雜的三維組織。幾年前，波士頓兒童醫院和哈佛醫學院的研究人員研究發現胚胎間充質干細胞凝結物能促使形成多種器官，包括牙齒、軟骨、骨頭、肌肉、肌腱和腎。研究人員檢查從胚胎小鼠的咽部分離的組織發現，當間充質干細胞被擠壓時將激活基因并形成牙齒成分，包括牙實質和牙釉質。在干細胞誘導機制的啟發下，研究人員著手制造一種組織親和材料來幫助形成人工牙齒。研究人員想到了一種具有滲透力的海綿樣凝膠物，這一物質能夠浸透間充質細胞，一旦將這一物質植入體內，將誘導其中的收縮，進而發揮胚胎間充質干細胞凝結物的功能。

    為了開發這一材料，研究人員通過化學修飾一種特殊的凝膠形成物——PNIPAAm，這一物質常被用來遞送藥物。這種膠狀物具有一種非常規的功能：當溫度升高時，會突然收縮。經過一年多的改進，研究人員修飾PNIPAAm并測試這一材料，最終開發了一種組織友好的膠狀物并具有兩個特點，細胞能粘在里面，而且當達到體溫的溫度水平，這種材料還能收縮。研究人員測試結果發現，在37°時，這一凝膠15分鐘內收縮，里面的細胞聚集并濃縮，緊緊地擠在一起。為了監測這一收縮凝膠能否繼續在體內發揮作用，研究人員將這一凝膠植入小鼠腎膠囊的下方，這些細胞表達了牙齒形成基因，正如機體間充質細胞形成牙齒的過程。

    間充質干細胞凝結物有兩個相鄰層，松散包裝在組織連接細胞的間質和稱之為上皮細胞薄壁組織。在胚胎中，間充質細胞不能單獨構建牙齒，他們需要聯合那些形成上皮的細胞一起工作。今后，研究人員計劃測試這一可收縮凝膠是否能**這兩層組織一起工作進而形成具有完整功能的牙齒。另外，研究人員也表示還存在其他問題，當溫度低的時候，細胞存活，一旦發生以上過程，細胞活性下降甚至死亡。