干細胞是不斷分裂自身以創(chuàng)建新細胞的細胞工廠。將干細胞植入受損器官可以再生新組織。細胞片工程技術允許干細胞以僅由細胞組成的片狀形式移植到受損區(qū)域，從而完全消除了由外部物質引起的免疫排斥，并促進了組織再生。由POSTECH領導的研究小組最近成功地大大縮短了此類干細胞片的收獲期。

POSTECH機械工程系的金東成教授和研究員Andrew Choi以及浦項世明基督教醫(yī)院骨外科的InHyeok Rhyou和Lee Ji-Ho博士組成的聯(lián)合研究團隊大大縮短了總收獲期一個干細胞片到兩天。聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)的納米形貌會根據(jù)溫度突然改變其粗糙度，從而可以收獲由源自人骨髓的間充質干細胞組成的細胞片?？紤]到使用迄今為止開發(fā)的現(xiàn)有技術將干細胞制成薄片平均需要花費一周的時間，因此這是有記錄以來最短的收獲時間。這些研究結果作為封面文章發(fā)表在最新一期的生物材料科學，生物材料領域的國際期刊。

金教授的研究團隊專注于PNIPAAm，PNIPAAm是一種與水結合或根據(jù)溫度避免水的聚合物。在以前的研究中，PNIPAAm已被用作細胞培養(yǎng)平臺的涂層材料來收獲細胞片，但由于可以制成片的細胞類型有限，因此使用范圍受到了限制。研究團隊于2019年首次開發(fā)出一種易于調節(jié)3-D塊狀PNIPAAm粗糙度的技術，并已穩(wěn)定地將各種類型的細胞制成片狀。

這次進行的研究的重點是在短時間內(nèi)將對組織再生有效的干細胞制成薄片，以增加其直接用途。該團隊通過在3-D塊狀PNIPAAm的表面上應用尺寸為400納米(nm，十億分之一米)的納米孔的各向同性圖案來實現(xiàn)這一目標。結果，不僅在體積較大的PNIPAAm的納米形貌上，人骨髓來源的間充質干細胞的形成和成熟加速，而且在低于較低臨界溶液溫度(LCST)的室溫下，體積較大的PNIPAAm的表面粗糙度也迅速提高增加，有效地誘導細胞片的分離。反過來，這使得能夠快速收獲人骨髓來源的間充質干細胞片。

該論文的作者安德魯·崔(Andrew Choi)評論說：“至少需要五天的時間才能收集到以前研究報告的干細胞片?，F(xiàn)在，利用這次開發(fā)的PNIPAAm納米形貌，我們現(xiàn)在可以在兩天內(nèi)收獲它們。”

“我們通過在3-D塊狀PNIPAAm的表面引入納米形貌，從而在世界上首次生產(chǎn)成熟的干細胞片，大大縮短了收獲時間，”主持該研究的金東成教授說。他補充說：“我們已經(jīng)開辟了將來將這些床單直接應用于患者的可能性。”