Research press release


Nature Photonics

Light-activated medical implants


Seok Yunらは、光活性化インプラントの医学的実用性の実証例として、まず糖尿病マウスの血糖値の調節を行った。光ファイバーを通してインプラントに青色光を照射し、インプラント内の細胞にインスリン産生を促すタンパク質を合成させたのだ。別の実証例では、重金属などの特定毒物の存在によってストレスを受けると緑色の光を放つ細胞をインプラントに組み込んでいる。将来、放出光のレベルの測定によって患者の体内毒物濃度をリアルタイムでモニタリングできるセンサーとして使用できるようになるかもしれない。今回開発されたインプラントは透明性が高く生体適合性があるので、こうした方法が功を奏すのである。

Matchstick-sized, transparent polymer implants containing synthetic cells that are genetically modified to activate in response to light can provide specific and local in-body therapies to mice, according to a report published online in Nature Photonics. Such implants could be important for a wide range of diagnostic and therapeutic applications, such as an optical treatment for diabetes or real-time monitoring of toxins in the body.

As a first demonstration of the medical utility of such light-activated implants, Seok Yun and colleagues regulate blood glucose levels in diabetic mice. They used blue light supplied through an optical fibre to the implant, to induce the cells in the implant to synthesize a protein that stimulates insulin production. In another demonstration, the team created implants with cells that emit green light when stressed by the presence of certain toxins such as heavy metals. By measuring light levels emitted by the implant, such implants in the future could be used as sensors for monitoring toxin levels in patients in real time. The approach works because the implants are both highly transparent and biocompatible.

doi: 10.1038/nphoton.2013.278


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