在許多方面，干細胞是生物界的天才。一方面，這些天然的變形器可以將自身轉化為體內幾乎任何類型的細胞。在這方面，他們承諾能夠治愈從脊髓損傷到癌癥等疾病。

另一方面，材料科學與工程副教授Sarah Heilshorn表示，干細胞就像女主角一樣，也是一種善變和困難的工作。

“我們只是不知道如何有效地生長大量干細胞并使其保持再生狀態(tài)，”Heilshorn說。“這使我們無法在創(chuàng)造治療方面取得geng多進展。”

到現(xiàn)在為止。在Nature Materials近的一篇論文中，Heilshorn描述了一種解決方案，即在一種狀態(tài)下生長和保存神經(jīng)干細胞的雙重挑戰(zhàn)，它們仍然可以成熟為許多不同的細胞類型。第1個挑戰(zhàn)是大量增加干細胞需要空間。像傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)一樣，它是一種二維的事物。如果你想要geng多的小麥，玉米或干細胞，你需要geng多的表面積。因此，培養(yǎng)干細胞需要大量相對昂貴的實驗室空間，geng不用說將其全部拉下來所需的能量和營養(yǎng)。

第二個挑戰(zhàn)是，一旦它們在實驗室培養(yǎng)皿中分裂多次，干細胞就不容易保持在成為其他類型細胞的理想狀態(tài)。研究人員將這種品質稱為“干性”.Heilshorn發(fā)現(xiàn)，對于她正在使用的神經(jīng)干細胞，保持細胞的干性需要細胞接觸。

Heilshorn的團隊正在研究一種特殊類型的干細胞，這種干細胞會成熟為神經(jīng)元和神經(jīng)系統(tǒng)的其他細胞。如果產(chǎn)生足夠數(shù)量的這些類型的細胞，可以產(chǎn)生治療以修復脊髓損傷，抵抗創(chuàng)傷性腦損傷或治愈一些嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，如帕金森病和亨廷頓氏病。

尋求干燥

Heilshorn的解決方案涉及使用geng好的材料來生長干細胞。她的實驗室開發(fā)了新的聚合物基凝膠，使細胞能夠以三維而不是兩種方式生長。這種新的3-D工藝占目前干細胞培養(yǎng)技術所需實驗室空間的不到1%。而且由于細胞很小，3-D凝膠疊層只有一毫米高，大約是一角硬幣的厚度。

“對于三維文化，我們只需要一個4英寸×4英寸的實驗室空間，或大約16平方英寸。根據(jù)Heilshorn實驗室近的生物工程博士畢業(yè)生Chris Madl的說法，二維文化需要四英尺乘四英尺或約16平方英尺的地塊，“超過100倍的空間”。