多伦多大学的科学家和工程师们通过使用能保持细胞活性，并有助于其更好地整合到组织中的凝胶状生物材料，取得了细胞移植方面的突破。两个早期的实验室案例也表明它能在一定程度上逆转失明，并也有助于大脑在中风后的恢复。

由多伦多大学的教授Molly Shoichet和Derek van der Kooy，以及Cindi Morshead教授所率领的研究团队用水凝胶来包裹干细胞，以便于当被移植到眼睛和大脑中时能促进它们的治愈能力。这些发现是不断努力开发新疗法的一个组成部分，以用于修复因疾病或外伤而引起的神经损伤。

在多伦多大学细胞和分子生物学唐纳利研究中心的指导下，他们的研究结果发表在干细胞报道（Stem Cell Reports）杂志上，这是一个国际干细胞研究学会的官方科学期刊。

干细胞因其具有转化成体内任何类型细胞的能力，包括能潜在地产生替代器官和组织，而使其具有巨大的治疗前景。虽然科学家很擅长在实验室的培养皿里培养干细胞，但是一旦这些细胞单独被移植到体内所需位置——它们还是很难一枝独秀。新环境很复杂并难以适应，移植的干细胞经常死亡或不能正确地融入周围组织。

Shoichet，一个最近获得欧莱雅——教科文组织为妇女颁发的科学奖的生物工程学家，和她的团队在几年前就合成了水凝胶，在运送细胞进入移植位点时，其可用一种泡沫包裹的方式来保持细胞集聚。

“这项研究更进一步地表明水凝胶能做的不仅仅是保持干细胞聚集；它们还能直接促进干细胞的存活和整合。这使以干细胞为基础的治疗更接近现实”Shoichet说，她不仅是唐纳利中心的教授，而且也是多伦多大学化学工程与应用化学系，及生物材料与生物医学工程研究所的教授。

恢复部分视力

除了检查干细胞是如何从存在于水凝胶中获益之外，研究人员还发现这些新的细胞可以帮助恢复由于损坏或疾病丢失的功能。

研究的一部分涉及到研究人员将来自于干细胞的水凝胶包裹的感光体注入到眼盲小鼠的眼睛中。感光体是眼睛中负责视力的一群光感细胞。通过增加干细胞的存活率和整合能力，它们能够恢复部分视力。

“细胞移植后，我们的检测结果表明，以前没有视觉功能的小鼠恢复了约15％的瞳孔反应。它们的眼睛开始能检测到光线并能适当地做出反应，”Brian Ballios博士说，他是干细胞生物学和视网膜退化疾病再生医学方面的专家，同时也主导了该部分的研究。

Ballios的工程师背景激起了他对以生物材料为基础来治疗眼病的兴趣。最近，在Shoichet和van der Kooy的指导下他完成了硕士和博士学习，并将继续他作为眼科医生的医疗培训，希望有一天能在临床上用到他的一些研究成果。

修复中风后的大脑

在另一部分研究中，分别是Shoichet和Morshead两个实验室的博士后研究员的Michael Cooke博士，将干细胞注入到最近遭受中风的小鼠大脑中。

“在移植后的两周内，我们开始看到了小鼠运动协调能力的改善，” Cooke说。他的研究小组现在想要在较大的动物中开展类似实验，比如大鼠，其大脑更大，更适合进行行为测试，以便进一步研究干细胞移植如何帮助医治中风带来的伤害。

推进干细胞疗法

利用工程技术——如设计和制造新型生物材料——利用水凝胶来开发新的干细胞疗法，是Shoichet一直以来的想法。

“我一直认为，设计存在的理由就是促进知识更好地应用，”Shoichet说。

因为水凝胶能够促进细胞在神经系统的两个不同部位包括眼睛和大脑的存活，它可潜在地用于身体许多不同部位的移植。水凝胶的另一优点在于，一旦它运送细胞至所需位点，它就会溶解并在几周之内被身体所吸收。

这个了不起的材料只有两个组成部分——形成凝胶并使细胞聚集的甲基纤维素，和保持细胞存活的透明质酸。

“通过物理混合这两种材料，我们得到了两全其美的结果，”Shoichet说。