德州农工大学生物医学工程系的科学家们正在开发新的方法来推进再生医学和癌症治疗领域。他们正在开发一种二维纳米片，该纳米片比一束头发小1,000倍。

副教授Akhilesh Gaharwar博士开发了一种新型的2-D纳米片，称为二硫化钼，它可以吸收近红外(NIR)光并改变细胞行为。这些纳米片是一类新兴的材料，由于其独特的形状和尺寸而具有不同的物理和化学特性。近来，由于它们的光响应能力，已经研究了一些纳米片用于生物医学应用。尽管潜力巨大，但Gaharwar的研究正在进入新的领域，因为很少有研究调查它们的细胞相容性，而没有研究探讨其利用光调节细胞功能的能力。

为了探索通过光控制细胞反应的可能性，Gaharwar的研究小组合成了一种原子薄的纳米片，可以吸收NIR光并将其转化为热量。与其他类型的光(包括紫外线和可见光)相比，NIR光可以穿透组织内部的深处，并且可以用于刺激深部组织中的自然生物修复机制。

由于纳米片的高表面积，它们可以粘在细胞的外膜上并将细胞信号传递到细胞核，从而控制其行为。一些纳米片也被细胞吞噬，并且可以从内部影响细胞功能。

加哈瓦尔说：“光响应性生物材料在开发下一代无创，精确和可控制的医疗设备方面具有强大的潜力，该设备可用于一系列生物医学应用，包括药物输送，癌症治疗，再生医学和3-D打印。”

最近，他的研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

Gaharwar的小组与德克萨斯A&M健康科学中心分子与细胞医学系助理教授Irtisha Singh博士合作，使用了新一代测序技术来破译光和/或纳米片对人类基因调控的影响。细胞。将一个单元想象成一块空白的画布，将基因调控想象成将画布变成独特或有趣的颜料。对于干细胞，这意味着确定它们将是哪种细胞，例如肌肉，骨骼等。无论是光还是这些纳米片，基因表达的轻微搅动都会显着影响这些细胞的功能，例如运动，繁殖和表达。

全局基因表达的细胞的轮廓表明，该纳米片的光刺激可能对细胞迁移和伤口愈合一个显著影响。他们证明了用纳米片和光处理过的癌细胞无法自由移动，这是个好消息。这很重要，因为癌症会从一个组织转移到另一个组织，从而在体内扩散。纳米片和光的结合可以提供控制和调节细胞迁移和功能的新方法。

研究小组发现，纳米片与细胞表面受体结合，该受体被称为整合素，整合素是一种带有糖的简单蛋白质。这些整联蛋白通过向细胞提供有关其周围环境的信息，在正常细胞功能中很重要。如果这些蛋白质被纳米片覆盖，它们将无法告诉细胞移动，从而有效地无限期地阻止细胞。