นักวิจัยอยู่ใกล้รายการส่วนประกอบทั้งหมดของสมองมากขึ้น ไม่ต้องใช้กำลังสมองมากนักในการตั้งชื่อเซลล์ประสาทที่มีลักษณะเป็นพวงๆ ของเส้นใยพันกันที่เกาะอยู่บนนิวเคลียส พบกับเซลล์ไม้พุ่ม เซลล์ที่มีชื่อทางพฤกษศาสตร์นี้ ซึ่งค้นพบในสมองของหนูที่โตเต็มวัย ได้เปิด ตัวอย่างเป็นทางการในวิทยาศาสตร์ 27 พ.ย.
เซลล์ที่อธิบายใหม่นี้อาศัยอยู่ในละแวกใกล้เคียงโดยเฉพาะ
พื้นที่ที่เรียกว่าเลเยอร์ 5 ในส่วนของสมองที่จัดการกับข้อมูลภาพที่เข้ามา Xiaolong Jiang แห่งวิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์ในฮูสตันและเพื่อนร่วมงาน ได้ กำหนดเซลล์ไม้พุ่มและผู้มาใหม่อื่นๆ ด้วยรูปร่างที่แตกต่างกัน การเชื่อมต่อโดยเฉพาะกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ หรือความคล้ายคลึงกันกับเซลล์ประสาทที่พบในที่อื่น การรวมเซลล์ของไม้พุ่มคือเซลล์ที่ยืดออกในแนวนอนที่ตั้งชื่อใหม่ เซลล์ที่มีโปรเจ็กต์ลึก เซลล์ตะกร้า L5 และเซลล์นิวโรเกลียฟอร์ม L5 แต่ละคนเป็น interneuron ซึ่งเป็นพ่อค้าคนกลางที่เชื่อมต่อเซลล์ประสาทเข้าด้วยกัน การค้นพบนี้เน้นให้เห็นถึงรูปร่างและรูปแบบการเดินสายของเซลล์ในสมองที่หลากหลาย
กลุ่มของ Tuan ที่ Pitt วางสเต็มเซลล์ไขมันไว้บนโครงที่ช่วยนำทางในการเจริญเติบโตของเซลล์ พัฒนาวิธีการรักษาเพื่อสร้างเนื้อเยื่อเอ็นไขว้หน้าขึ้นใหม่ หรือเพื่อซ่อมแซมอาการบาดเจ็บที่ข้อมือ rotator และเอ็นร้อยหวายแตก การบาดเจ็บที่เส้นเอ็นและเส้นเอ็นเป็นเรื่องปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่นักกีฬา แต่น้ำตาหรือบริเวณที่สึกหรอโดยทั่วไปไม่สามารถรักษาได้เองอย่างสมบูรณ์ ความพยายามในการสร้างเนื้อเยื่อทดแทนล้มเหลวอย่างมาก Tuan กล่าว เนื่องจากการสร้างโครงสร้างของเส้นเอ็นหรือเอ็นขึ้นใหม่ยังคงเป็นความท้าทาย
เส้นเอ็นเป็นสายที่เชื่อมระหว่างกล้ามเนื้อกับกระดูก ทำให้แขนหมุนได้ที่ไหล่ เข่างอหรือกำหมัด เซลล์ในเส้นเอ็นเรียกว่า tenocytes เรียงตัวกันตามเส้นใยยาวของคอลลาเจน สร้างสะพานโมเลกุลที่เอื้อมผ่านและพันด้วยสายคอลลาเจนเพื่อช่วยให้มีความแข็งแรงและยืดหยุ่น โครงสร้างนี้ช่วยให้สามารถยืดเส้นเอ็นได้มากถึง 15 หรือ 20 เปอร์เซ็นต์เกินความยาวเดิมและกลับเข้ารูป
กลุ่มของต้วนได้ค้นพบเคล็ดลับในการเปลี่ยนสเต็มเซลล์ไขมันให้เป็นเทโนไซต์ที่เติบโตในลักษณะเดียวกัน ในปี 2013 นักวิจัยได้สรุปวิธีการในวัสดุชีวภาพ เพื่อจำลองโครงสร้างของเนื้อเยื่อธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างโครงนั่งร้านของเส้นใยขนาดนาโนที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จากนั้นเซลล์ไขมันจะถูกรวมเข้ากับคอลลาเจนจากวัวและใส่หรือเพาะเข้าไปในโครง เส้นใยเล็กๆ มีปฏิสัมพันธ์กับสเต็มเซลล์ โดยส่งและรับคำแนะนำที่ชี้นำการเติบโตของสเต็มเซลล์ เป็นเวลากว่าเจ็ดวัน ในขณะที่เซลล์ต้นกำเนิดแยกตัวออกเป็น tenocytes นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้แรงทางกลที่ปลายโครง – ดึงโครงสร้างเพื่อให้เซลล์อยู่ภายใต้ความตึงเครียดเช่นเดียวกับเส้นเอ็นตามธรรมชาติระหว่างการเคลื่อนไหว
ด้วยการดึงสเต็มเซลล์ไขมัน Tuan กล่าวว่ากลุ่มนี้สามารถสร้างเส้นเอ็นทดแทนที่แข็งแรง แข็งทื่อ และยืดหยุ่นได้ เช่นเดียวกับเส้นเอ็นของมนุษย์ตามธรรมชาติ
กลุ่มของต้วนยังสำรวจการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างกระดูกอ่อนเทียมจากสเต็มเซลล์ไขมัน
ชิ้นส่วนการพิมพ์
กระดูกอ่อนเป็นเนื้อเยื่อที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งทำหน้าที่เป็นแผ่นรองระหว่างกระดูก ทำให้เข่า นิ้ว สะโพก และไหล่สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ เมื่อกระดูกอ่อนเสื่อมสภาพ ผลที่ได้คือโรคข้อเข่าเสื่อม ซึ่งเป็นภาวะที่เจ็บปวดซึ่งส่งผลกระทบต่อหนึ่งในสี่ของคน ซึ่งมักจะเป็นผู้ที่มีอายุมากกว่า 65 ปี
เมื่อกระดูกอ่อนเสียหาย มันก็จะเสื่อมลงเรื่อยๆ จนกลายเป็นสิ่งที่ต้วนเรียกว่า “หลุมบ่อ” เมื่อเวลาผ่านไป หลุมบ่อจะเติบโต และไปถึงกระดูกในที่สุด โซลูชันมาตรฐานคือการเปลี่ยนข้อต่อ ในสหรัฐอเมริกา ผู้คนมากกว่า 1 ล้านคนได้รับการผ่าตัดเปลี่ยนข้อเข่าหรือสะโพกในแต่ละปี
ต้วนเรียกกระบวนการนี้ว่า “สร้างถนนขึ้นใหม่” ขั้นตอนการบุกรุกต้องผ่าตัดเปลี่ยนข้อต่อด้วยชิ้นส่วนพลาสติกและโลหะซึ่งโดยทั่วไปมีอายุการใช้งาน 10 ถึง 15 ปี เนื่องจากมีผู้คนจำนวนมากขึ้นที่ได้รับข้อต่อใหม่ในช่วงอายุ 40 หรือ 50 ปี หลายคนจึงต้องผ่าตัดมากกว่า 1 รอบ “แต่มีขีดจำกัดจำนวนครั้งที่คุณสามารถทำได้” เขากล่าว
วิธีการพิมพ์ 3 มิติของ Tuan สร้างชั้นบางของสเต็มเซลล์ไขมันให้เป็นโครงขนาดที่กำหนดเองเพื่อสร้างกระดูกอ่อนใหม่ในขนาดและรูปร่างที่ต้องการ “หมึก” ทำจากสเต็มเซลล์ไขมันบวกเจลาติน ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนที่พบในเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการดัดแปลงเจลาตินทางเคมีเพื่อให้หมึกยังคงเป็นของเหลวระหว่างการพิมพ์ เมื่อพิมพ์ออกมาแล้ว วัสดุจะถูกฉายรังสีด้วยแสงเพื่อให้เอ็นไซม์ในส่วนผสมเกิดพันธะ เชื่อมขวางเพื่อสร้างวัสดุที่แข็งกว่าและคล้ายกระดูกอ่อน
มีการใช้ขั้นตอนเพื่อสร้างกระดูกอ่อนเทียมสำหรับกระต่ายและแพะ สัตว์ที่ครั้งหนึ่งเคยเดินโซบะสามารถกระโดด วิ่งเหยาะๆ และเคลื่อนไหวอย่างอื่นได้ ตามรายงานเมื่อเดือนสิงหาคมที่ผ่านมาในFrontiers in Bioengineering and Biotechnology
“เนื่องจากกระดูกอ่อนที่ออกแบบมาเป็นเนื้อเยื่อที่มีชีวิต … ไม่เหมือนกับโลหะหรือโพลีเมอร์ที่ปลูกฝัง คาดว่ากระดูกอ่อนจะเติบโตต่อไปในรูปทรงและการทำงานตามธรรมชาติเมื่อฝังเข้าไปในข้อต่อ” Tuan กล่าว “ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเปลี่ยน”
ทวนยอมรับมันไม่ใช่ทางออกที่ดี “ปัญหาคือนั่นไม่ใช่วิธีการสร้างเนื้อเยื่อ” เขากล่าว “เนื้อเยื่อก่อตัวขึ้นเมื่อเซลล์อพยพไปยังที่แห่งหนึ่ง สร้างตัวเองอยู่ที่บ้าน และสร้างโครงสร้างรองรับ หรือเมทริกซ์”
