在许多方面，干细胞是生物界的重要部分。一方面，这些自然的变形者可以将自己转变为体内几乎任何类型的细胞。在这方面，他们承诺能够治愈从脊髓损伤到癌症的各种疾病。

另一方面，材料科学与工程学副教授萨拉·希尔斯霍恩(Sarah Heilshorn)表示，干细胞像天花一样也很容易处理。

希尔斯霍恩说：“我们只是不知道如何有效地生长大量干细胞，并使它们保持再生状态。”“这阻止了我们在创造疗法方面取得更大的进步。”

到现在为止。Heilshorn在最近发表于《自然材料》上的一篇论文中，描述了一种在仍然能够成熟为许多不同细胞类型的状态下生长和保存神经干细胞的双重挑战的解决方案。第一个挑战是数量不断增长的干细胞需要空间。像传统农业一样，这是一个二维事件。如果你想要更多的小麦，玉米或干细胞，你需要更多的表面积。因此，培养干细胞需要大量相对昂贵的实验室资源，更不用说将其全部提取所需的能量和营养了。

第二个挑战是，一旦它们在实验室培养皿中分裂了许多次，干细胞就不容易保持处于成为其他类型细胞的理想状态。研究人员将这种质量称为“干性”。海尔斯霍恩发现，对于她正在工作的神经干细胞，维持细胞的干性需要细胞进行接触。

Heilshorn的团队正在研究一种特定类型的干细胞，该干细胞会成熟为神经元和神经系统的其他细胞。这些类型的细胞如果产生足够的数量，可以产生疗法来修复脊髓损伤，抵抗外伤性脑损伤或治愈某些神经系统最严重的变性疾病，例如帕金森氏症和亨廷顿氏病。

求干

Heilshorn的解决方案涉及使用更好的材料来生长干细胞。她的实验室已经开发出新的基于聚合物的凝胶，可使细胞在三个维度(而不是两个维度)上生长。这种新的3-D工艺仅占当前干细胞培养技术所需实验室空间的不到1%。而且由于细胞是如此之小，因此3-D凝胶堆叠只有一毫米高，大约只有一角钱的厚度。

“对于3D文化，我们只需要4乘4英寸的实验室空间，即大约16平方英寸。第一作者克里斯·马德尔(Chris Madl)是Heilshorn实验室的一名生物工程专业的最新毕业生，他说，二维文化需要一块4英尺乘4英尺(约16平方英尺)的场地，是空间的100倍以上。

除了大大节省实验室空间外，新工艺还需要更少的养分和更少的能量。

团队开发的凝胶使干细胞能够重塑长分子并保持彼此的物理接触，从而保留细胞之间的关键交流通道。

“接触的简单的行为是关键的干细胞之间，并维持干细胞性的通信。如果干细胞不能重塑凝胶，它们就不能互相接触。” Madl解释说。

Heilshorn补充说：“如果干细胞不能接触，它们不会完全死亡，但是它们会失去再生能力，这正是我们治疗成功所需的能力。”