實驗室培育的骨骼能否取代組織移植和多次痛苦的手術？尼娜·坦登是 EpiBone 的執行長兼聯合創始人，這是一家位於布魯克林的生物技術公司，被世界經濟論壇評為 2015 年技術先鋒之一。坦登也是世界經濟論壇青年科學家，她將於 6 月 26 日至 28 日在中國天津舉行的夏季達沃斯論壇上發表演講。
[以下是採訪的編輯稿。]
你是做什麼的？
我們用幹細胞培育骨骼，希望能幫助需要骨骼重建的人。
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你們是如何做到的？
我們從患者身上提取兩樣東西。一是他們的脂肪組織樣本，從中我們提取幹細胞。另一個是 CT 掃描，它就像我們想要構建的骨骼的三維 X 射線。我們用它來製作完美的形狀，我們稱之為支架。這種支架可以用動物骨骼中的蛋白質和膠原蛋白製成，也可以用合成材料製成。我們將細胞注入到這個拼圖形狀的支架中，大約三週後，細胞成熟成一塊可以植入的骨骼。
與傳統的骨移植或合成移植相比，優勢是什麼？
目前重建手術的黃金標準稱為自體移植，即從身體的一個部位切下一塊骨頭，然後放入另一個部位。這對於您需要骨頭的地方效果很好，但可能會引起其他問題，因為身體中沒有哪塊骨頭是真正不必要的。例如，我的未婚夫做了腳踝重建手術。他們取了他的一塊髖骨，即使到現在他的腹部仍然像他的腳踝一樣疼痛。
合成植入物只能維持一定的時間，而人們的壽命越來越長。如果您在 15 歲時受傷並活到 115 歲，那麼您的植入物只能維持 10-15 年的想法正變得不可持續。因此，我們需要骨骼修復的新解決方案。
我們還希望，透過我們的方法，將不需要免疫抑制藥物，因為會有一種識別，即這是身體自身的，因為它屬於您自己的 DNA。
你們的研究進展如何？
我們目前正在進行動物實驗，我們認為我們離人體試驗大約還有 18 個月的時間。
在將這項技術推向市場方面，我們預計在 2022 年或 2023 年。這不是短跑，而是一場馬拉松。您可以重新程式設計晶片，它會立即呈現不同的行為，但培養一塊骨骼需要三週時間。我們的技術發展迅速，但細胞本身無法加速，醫學研究也無法加速。
多年來，我們與許多外科醫生成為了朋友，他們非常需要這樣的東西。他們有想要治療的病人。我們每天都會收到想要志願服務的人的電子郵件。但首先我們需要確保一切安全。
誰將從中受益？
目前，我們專注於頸部以上的骨骼，用於癌症、創傷、先天缺陷和牙科手術。在美國，僅這一領域每年就進行大約 10 萬例手術。骨骼是繼血液之後移植最多的組織。
你們可以培育更大的骨骼嗎？
理論上可以，但我們的支架材料決定了我們的一些侷限性。因此，我們正在密切關注材料科學方面的任何進展，這些進展意味著我們可以培育更大、更堅固的骨骼。
培育整條腿或手臂怎麼樣？
我們都可以看到，未來我們的方法可以用於再生整個肢體，但這將需要更長的時間，因為肢體中包含許多組織。有皮膚、神經元、肌肉、骨骼、肌腱、韌帶，您可以在不同的微環境中培養所有這些東西。目前最先進的技術是將兩種組織一起培養——骨骼和軟骨，或肌肉和神經——這已經很困難了。但我們希望為未來的這項技術奠定基礎。
你們還有哪些其他挑戰？
我們主要的挑戰是將實驗室的工作轉化為臨床，[然後再]轉化為人體。我們必須埋頭苦幹，在科學方面做得非常好，這樣我們才能進入臨床並幫助人們。
你們的長期目標是什麼？
我希望能夠說，如果您天生患有先天缺陷，您不必註定一生毀容，您可以恢復您的面容。更廣泛地說，我喜歡我們可以將我們自己的身體視為治癒的源泉，而不是藥物和機器的想法。
在某種程度上，這是一種農業和生態的身體觀，結合了 3D 製造。它是如此古老，以至於又是新的。我們可以利用自然系統進行培育的想法可以追溯到史前時期，即動物的馴化。但現在它正在被重新構想為，“我們可以使用我們自己的細胞修復我們的身體嗎？”
您最初接受的是電氣工程師的培訓。您是如何從程式設計晶片轉向培育骨骼的？
在 2000 年代初期，我在電信行業工作，我開始在當地社群大學晚上上生理學課。閱讀有關 DNA 的內容，並意識到它比二進位制儲存裝置強大得多，這對我是個強烈的類比。我最終去了麻省理工學院學習神經介面。我幫助從我的博士生導師的實驗室中分離出 EpiBone，並與另一位博士後 Sarindr Bhumiratana 一起。我當時在培養心臟和神經組織，而他當時在培養骨骼和軟骨。所以這當然是一項團隊努力。
作為一位對科學充滿熱情的人，您將如何鼓勵更多女性進入 STEM（科學、技術、工程和數學）領域？
當我們還是小孩子的時候，我們都對科學感興趣，但隨後我們不得不在青少年時期縮小我們的學習範圍。那時我們開始失去我們的女孩，但也失去了許多男孩，所以讓我們確保我們找到方法讓他們保持參與。玩具是一個很好的入門途徑，並且該領域有一些傑出的創新者，例如 littleBits 的 Ayah Bdeir 和 GoldieBlox 的 Debbie Sterling。記住學習是關於玩耍，職業生涯也可以是關於玩耍，所有這些都是確保我們擁有一支多元化的貢獻者隊伍的方法。
本次採訪是與世界經濟論壇合作製作的。