科学家们已经找到了阻止人体抵抗电子植入物的方法

科学家们已经找到了阻止人体抵抗电子植入物的方法

我们可能梦想有一天成为机器人,将 RFID 芯片植入我们的手或仿生眼中,但人体不一定会配合。几十年来,人们经常使用起搏器等植入式设备,但它们经常会遇到疤痕组织或植入物周围纤维化组织的堆积,从而妨碍功能。现在,生物学家已经找到了一种对抗这一过程的方法,而不会严重损害整个免疫系统。

“根本问题是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丹尼尔·安德森说。他说,像碎片之类的东西,或者任何身体外来的物体,如起搏器或皮下血糖监测仪,都可以被识别为“非自身”。他说:“我们的身体旨在保护自己,但却会攻击外来物体。”具体来说,对于起搏器,安德森说疤痕组织甚至会影响它们的电传输。

但是,也有好消息。安德森是《自然材料》杂志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称为巨噬细胞的免疫系统细胞的行为,以防止疤痕组织的积聚,但不会阻止人体免疫系统做它应该做的所有好事,比如抵抗感染或愈合伤口。

安德森对科幻小说中的未来嗤之以鼻,在那个未来中,人类通常会植入设备来改善日常生活,而不是专注于当前的医疗问题。“现在很多人都在使用这些设备,”他说,指的是胰岛素泵和血糖传感器之类的设备。“设备列表会越来越长,所以这已经发生了,而且这些领域肯定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和博士后研究员、该研究的第一作者乔舒亚·多洛夫 (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式设备给患者注射——“植入在设备上面或设备里面”,他说。

他们“希望能够将药物直接从设备本身输送到外部局部环境中,”多洛夫说。他们的研究涉及陶瓷和聚苯乙烯等材料,并用老鼠和猴子进行了测试。

哥伦比亚大学生物医学工程教授戈尔达娜·武尼亚克·诺瓦科维奇 (Gordana Vunjak-Novakovic) 虽然未参与该项研究,但也同意该项研究解决了一个“重大医学问题”。

她说:“他们发现了纤维组织形成的真正机制,这种组织始终围绕着你植入体内的任何东西。”了解其原因可以帮助你从一开始就预防问题的发生。

麻省理工学院的多洛夫表示,自然过程会导致外来装置周围形成疤痕组织,这是人体的一种“隐藏”或“隔离”,是一种很强的防御机制。

“这基本上就是‘抵抗是徒劳的’,你的身体会长出任何它想要的东西,而你对此无能为力,”他说,引用了《星际迷航》中虚构的博格人种的一句话,该物种以半机械半生物而闻名。“但现在,这是一种方法,我们可以阻止这种情况发生。”

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