科学家们已经找到了阻止我们的身体排斥电子植入物的方法

疤痕组织可能不再是我们成为半机械人道路上的障碍
2016年3月13日,在汉诺威的CeBIT博览会上,一位digiwell的员工展示了一个可以植入人体内的RFID芯片,这是世界上最大的计算机和软件博览会。路透社/Nigel Treblin - RTX28XCC © Nigel Treblin / Reuters
Implantable RFID chip from Digiwell
路透社/Nigel Treblin

我们或许梦想着有一天成为半机械人,将RFID芯片植入手中或拥有仿生眼,但人体并非总是会配合。植入式设备,如心脏起搏器,已广泛使用数十年,但它们经常会遇到疤痕组织或纤维组织的堆积,从而影响功能。现在,生物学家们找到了在不严重损害整个免疫系统的情况下对抗这一过程的方法。

“根本问题在于,植入材料会被疤痕组织覆盖,这会抑制其功能,”麻省理工学院科赫综合癌症研究所的生物医学工程师Daniel Anderson说。他解释说,像木刺,或任何对身体而言是“非我”的异物,比如心脏起搏器或皮下葡萄糖监测器,都会被识别出来。“我们的身体被设计用来保护我们自己,但会攻击异物。”Anderson说,特别是对于心脏起搏器,疤痕组织甚至会影响其电传输。

但是,有好消息。Anderson是发表在《Nature Materials》杂志上的一项新研究的资深作者,该研究报告了一种阻止这一过程发生的方法;他们的发现涉及使用药物来影响一种叫做巨噬细胞的免疫系统细胞的行为,从而防止疤痕组织的堆积,但又不会阻止身体免疫系统执行其应有的所有有益功能,例如抵抗感染或治愈伤口。

当被提及未来科幻场景中人类普遍植入设备来增强日常生活时,Anderson带着一丝笑意,而他更专注于解决当前面临的医学问题。“现在有很多设备被许多人使用,”他说,指的是胰岛素泵和葡萄糖传感器。“设备的列表还在不断增长,所以这种情况已经发生了,而且肯定在这些领域会有越来越多有趣的工作。”

科赫综合癌症研究所的生物工程师兼博士后研究员、该研究的第一作者Joshua Doloff表示,用于阻止疤痕组织反应的药物甚至可以通过植入设备本身——“在其上面,或在其里面”——输送给患者。

Doloff说,他们“希望能够直接从设备本身输送药物,直接释放到局部环境中。”他们的研究涉及陶瓷和聚苯乙烯等材料,以及对小鼠和猴子的测试。

哥伦比亚大学生物医学工程教授Gordana Vunjak-Novakovic没有参与这项研究,她也同意该研究解决了一个“重大的医学问题”。

她说:“他们找到了导致纤维组织形成的真正机制,这种组织总是、总是围绕着你植入身体的任何东西。”而了解原因可以帮助你从一开始就预防问题的发生。

麻省理工学院的Doloff说,导致疤痕组织在异物周围形成的自然过程,是一种身体的“隐形”或“隔离”机制,非常强大。

他引用了《星际迷航》中虚构的博格人(Borg)的著名台词说:“‘抵抗是徒劳的’,你的身体会过度生长任何它想要的东西,而你对此无能为力。”博格人以半机械半生物而闻名。“但是现在,我们有了阻止这种情况发生的方法。”

 

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技术编辑

罗布·沃格尔是《流行科学》杂志的前技术编辑。他擅长报道航空、交通和军事技术。


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