Nina Tandon 談培養工程化組織

Nina Tandon: Caring for engineered tissue

Nina Tandon是組織工程師及TED會員,她的工作是培養人工心臟及骨骼。為了達成這個目標,她需要使用新方法來培養人工細胞,她開發出一種簡單卻有效的方法,就是複製細胞自然生長環境的技術。

講者介紹

Nina Tandon

Nina Tandon研究利用電子訊號培養用於器官移植及其他療法之人工組織的方法。

Nina Tandon進行與組織工程有關的電子訊號研究,目標為創造出可用於人體移植的器官組織等「零件」和/或疾病模型。在Cooper Union學院取得電子工程學士學位之後,Nina獲得Fulbright獎學金,在羅馬進行可用於「聞」出肺癌的電子鼻研究。她在麻省理工學院和哥倫比亞做心臟組織工程的電刺激研究,目前繼續於電刺激領域進行研究工作,希望能在組織工程方面做更廣泛的應用。 「我喜歡告訴我的學生,我們用來分析神經傳導現象的纜索方程式,就跟開發跨大西洋電纜所用的一樣。」 -Nina Tandon

譯者介紹

翻譯人員洪曉慧

繁體編輯朱學恒、洪曉慧

簡體編輯朱學恒、洪曉慧

檔案後製處理洪曉慧、謝旻均


Nina Tandon 談培養工程化組織

  • 早安,各位。我的工作是關於非常不可思議的微小生物,它們叫做細胞,讓我告訴你們如何在實驗室裡培養這些細胞。在實驗室中,我們將細胞從它們的原生環境取出,將它們放進碟子中,我們有時稱這些碟子為培養皿。當然,我們是用無菌方式培養這些細胞,用的是稱為細胞培養基的東西,相當於它們的食物,然後我們在培養機中培養它們。

    為什麼我要這麼做?我們觀察培養皿中的細胞,它們都分佈在培養基的表面,但我們在實驗室真正想做的是,利用它們培養組織。這意味著什麼?這意味著培養一顆真正的心臟,或例如說培養一塊骨頭,能被植入體內的骨頭;不僅如此,它們也能用於疾病模型。但如果要這麼做,傳統的細胞培養技術就顯得有所不足。這些細胞有點適應不良,培養皿並不像它們原本生長的地方,因此我們需要在複製它們的自然環境方面加強,才能使它們成長茁壯,我們稱這個技術為「仿生樣式」,也就是在實驗室中複製自然環境。

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  • 讓我們以心臟為例,這是我做了許多研究的主題。心臟的獨特之處為何?好的,心臟會跳動,規律的、不倦怠的、不停歇的跳動,我們在實驗室裡複製心跳方法是,在細胞培養系統裡裝置電極,這些電極就像迷你心律調整器,能讓細胞在實驗室裡收縮。此外,我們對心臟還知道些什麼?好的,心臟細胞非常耗能,大自然必須用非常充沛的供血量來維持體內心臟細胞的運作。在實驗室裡,我們用生物材料製作微小的管道,在其上培養細胞,這使我們能將細胞培養基,也就是細胞的食物注入我們培養細胞的支架,很像我們印象中的心臟微血管床。

    這讓我學到了第一課:生命能以極少資源成就很多奇蹟。讓我們以電刺激為例,我們來看看,僅僅是其中一個要素,就能造成多大的功能。在左邊,我們可以看見一小塊正在跳動的心臟組織,這是我在實驗室中以老鼠細胞培養出來的,它跟迷你棉花糖差不多大。一個禮拜後,它開始跳動了,你可以在左上角的圖中看到。如果看不清楚也不用擔心,這些細胞光是會跳動就很令人驚奇了。但真正令人驚訝的是,當我們用電刺激這些細胞時,就像用一個心律調整器一樣,這些細胞跳動得更有生命力了。

    這讓我學到了第二課:細胞能夠完成所有的工作。就某方面來說,組織工程師有點身份認同的危機;因為結構工程師建造橋樑及巨大建築,電腦工程師當然就是設計電腦了。但我們所從事的工作,事實上是建造一個能使細胞啟動本身功能的科技,這對我們來說意味著什麼?我們來做一件相當簡單的事。讓我們提醒自己,細胞並不是一個抽象的概念,我們要記得,細胞用一種非常真實的方式維持我們的生命。「我們吃什麼就像什麼」,可以簡單地說成「細胞吃什麼,我們就像什麼」。例如我們腸道內的菌落,這些細胞甚至不屬於人體本身,但值得注意的另一點是,細胞也調節著我們對生命的體驗,在聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺的背後各有一組對應的細胞來接受訊息,並為我們詮釋這些感覺。這為我們引出了這個問題:我們是否應該將環境管理的概念,擴展到我們自身的生態環境中呢?

    歡迎大家跟我一起進一步探討這個問題,同時,我要祝大家好運,希望大家的非癌細胞不會成為瀕臨絕種的生物。

    謝謝。

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