幹細胞可以轉化為身體告知它們的任何細胞。不幸的是，科學家們尚未掌握這種特殊的溝通技巧。但斯坦福大學的研究人員可能很快就能用微小的幹細胞“聊天室”破解這種語言。
在它們的自然環境中，幹細胞有各種各樣的鄰居，它們在精確的位置、特定的時間和特定的量傳遞化學資訊，以指導細胞發展成給定的細胞型別。然而，在今天的實驗室中，研究人員通常用化學物質浸泡整個細胞——這有點像失控的啤酒派對，而不是身體通常為幹細胞舉辦的精緻雞尾酒會。
為了揭示大部分未知的線索的位置、時間和身份，斯坦福大學材料科學家尼古拉斯·A·梅洛什和他的同事們正在重建幹細胞正常居住的微環境。他們正在開發一種矽晶片上的微型實驗室，該實驗室用多達 1,000 個腔室環繞一個幹細胞，每個腔室寬 500 奈米。這些奈米容器每個大約容納一阿託升（10⁻¹⁸ 升）的液體——與細胞分泌物的大小相當——並用與細胞膜相同的脂質雙層密封。十分之一伏特的電壓會在這些層中開啟孔隙，因此“當研究人員想在幹細胞發育的特定階段向細胞輸送特定的化學物質時，他們只需按下一個按鈕，”梅洛什評論道。該團隊目前正在努力培養從成人脂肪中提取的幹細胞。
加州理工學院技術轉移主管里士滿·沃爾夫補充說，除了生長因子外，科學家們還可以嘗試其他方法來指導幹細胞，他指出可以使用 RNA 干擾來抑制基因表達。
梅洛什還希望利用他們的發明逐層培養幹細胞組織。這種能力可以允許複合組織的生長，例如，一側是骨骼，另一側是軟骨。“現在，如果你撕裂了軟骨，你必須把它擰回去。目前還沒有辦法複製骨骼和軟骨之間的介面，”梅洛什說。希望是構建複合組織，使人工生長的軟骨自然地與身體結合。
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一個擔憂是奈米容器中的化學物質可能會與脂質發生反應。因此，研究人員希望用非反應性金封條代替脂質封條，必要時可以用電流溶解金封條。用於開啟封條的電壓也可能影響幹細胞，但梅洛什解釋說，他們可以透過凹進孔隙來解決這個問題，使電場離細胞更遠。
梅洛什預測，標準電子行業製造可以製造出這種裝置，使其在五到八年內上市。但他和同事們將在此之前將其用於實驗。“如果一切順利，我可以看到研究級產品在明年年初開始使用，”沃爾夫補充道。