3D打印的微型機(jī)器人問世,可以在生物體內(nèi)運(yùn)輸細(xì)胞
2018年8月20日,來自香港城市大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了3D打印的微型機(jī)器人載體,這些載體可以在生物體內(nèi)(體內(nèi))運(yùn)輸細(xì)胞,用于靶向治療和組織再生。
根據(jù)該研究報(bào)告,機(jī)器人的球形和帶刺結(jié)構(gòu)是使用Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT激光光刻系統(tǒng)制造的,該系統(tǒng)提供了“足夠的靈活性來優(yōu)化機(jī)器人結(jié)構(gòu)”。
再生醫(yī)學(xué)使用來自生物(動(dòng)物,植物或人)的健康細(xì)胞來修復(fù)或替換患病細(xì)胞或組織。然而,當(dāng)將功能細(xì)胞運(yùn)輸?shù)缴矬w內(nèi)的受損位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)挑戰(zhàn)。該研究指出:
“體內(nèi)[干細(xì)胞]細(xì)胞的遞送需要一個(gè)合適的三維(3D)結(jié)構(gòu),以創(chuàng)造一種環(huán)境,支持細(xì)胞粘附,增殖和分化,同時(shí)作為載體起作用”。
因此,該研究小組創(chuàng)造了幾種具有磁性和多孔性質(zhì)的3D打印微型機(jī)器人載體,以機(jī)械支持組織和器官原位再生。此外,研究人員觀察到2D細(xì)胞培養(yǎng)人工環(huán)境因其快速失去形狀而無效。
通過微創(chuàng)設(shè)計(jì),微機(jī)器人載體有可能進(jìn)入人體較小和更復(fù)雜的區(qū)域。這包括胃腸器官,大腦和脊髓??紤]到這一點(diǎn),該研究使用了Nanoscribes的雙光子光刻技術(shù),該技術(shù)能夠通過光子晶體進(jìn)行高分辨率3D圖案化。微型載體由負(fù)性光致抗蝕劑SU-850材料制成。
此外,微型機(jī)器人涂有鎳和鈦溶液,用于磁致動(dòng)和生物相容性。
為了測(cè)試其細(xì)胞控制和傳遞能力,研究小組將一群攜帶能夠產(chǎn)生腫瘤的HeLa蛋白細(xì)胞的微型機(jī)器人分散到小鼠體內(nèi)。培養(yǎng)四周后,小鼠在注射的微生物載體的周圍位置形成腫瘤。
此外,微型機(jī)器人載體被分散到斑馬魚胚胎的蛋黃中,以觀察注射精度和克服粘性阻力的能力。
兩種測(cè)試均在顯微鏡下觀察,并被認(rèn)為是成功進(jìn)行精確的自動(dòng)細(xì)胞運(yùn)輸。在實(shí)驗(yàn)階段結(jié)束時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)微型載體的球形3D打印結(jié)構(gòu)“增強(qiáng)了磁驅(qū)動(dòng)能力,使微機(jī)器人與宿主組織易于融合,促進(jìn)細(xì)胞從機(jī)器人轉(zhuǎn)移到組織”。