成人干细胞经过高频声波处理后，正在转化为骨细胞的放大图像。当干细胞变成骨细胞时会产生胶原蛋白，绿色为胶原蛋白。放大倍数：60X。（图片来源：皇家墨尔本理工大学）
研究人员成功利用声波将干细胞转化为骨细胞，这是组织工程上的一项重大进展，有朝一日将可能帮助因癌症或退行性疾病而发生骨质缺损的患者再生骨。这个创新性的干细胞疗法来自RMIT大学的研究人员，该疗法通过利用功率精确的高频声波，为克服该领域的一些最大挑战提供了一条明智的途径。
组织工程是一个新兴领域，旨在通过利用人体的自然愈合能力来重建骨骼和肌肉。骨再生的一个关键挑战是需要大量的骨细胞，一旦植入靶区，它们就会茁壮成长。迄今为止，将成人干细胞转化为骨细胞的实验过程需要复杂而昂贵的设备，并且难以大规模生产，这使得广泛的临床应用很难落地。此外，为数不多的试图再生骨骼的临床试验主要使用从患者骨髓中提取的干细胞——而骨髓提取是一个非常痛苦的过程。
近期发表在Small杂志上的一项新研究中，RMIT研究团队表明经高频声波处理的干细胞可以快速有效地转化为骨细胞。重要的是，该疗法对多种类型的细胞有效，包括脂肪来源的干细胞，从患者身上提取这种干细胞带来的痛苦要小很多。
成人干细胞经过高频声波处理后，正在转化为骨细胞的放大图像。紫色斑点表示一种名为RUNX2的“骨骼标记”。放大倍数：60X。
（图片来源：皇家墨尔本理工大学）
更快、更简便
RMIT副校长研究员、该研究的共同首席研究员Amy Gelmi博士说，新方法比其他方法更快、更简便。Gelmi表示：“干细胞开始转化为骨细胞通常需要一定的治疗时间，而声波能够将其缩短几天之久。”
“这种方法也不需要任何特殊的‘骨诱导’药物，很容易应用于干细胞。在将干细胞包裹在植入物上或直接注射到体内进行组织工程之前，需要对干细胞进行处理，而我们的研究发现这种新方法在处理干细胞上具有很强的潜力。”
产生用于干细胞治疗的高频声波的微芯片，这项低成本、易于大规模生产的技术由RMIT大学开发而来。
（图片来源：皇家墨尔本理工大学）
用于干细胞治疗的高频声波是由RMIT开发的低成本微芯片设备产生的。联合首席研究员、杰出教授Leslie Yeo和他的团队花了十年时间，研究频率超过10MHz的声波与不同材料之间的相互作用。他们开发的声波产生装置可用于精确操纵细胞、流体或其他材料。
创新型干细胞处理的图解。干细胞被放置在玻璃底培养皿的硅油中，左边的微芯片产生高频声波（绿色）来精确操纵干细胞。
（图片来源：皇家墨尔本理工大学）
Yeo说：“我们可以利用声波，在适当的位置向干细胞施加适当的压力，从而触发分化过程。”“我们的设备价格低廉，使用简便，因此可以很容易地扩大生产规模，用于同时处理大量的细胞，而这对组织工程有效与否至关重要。”
该研究的下一阶段是研究提升平台规模的方法，致力于开发实用的生物反应器，以推动高效的干细胞分化。
翻译：杜佳宇
审校：郭晓
引进来源：皇家墨尔本理工大学（Royal Melbourne Institute of Technology University）
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