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打印的微型機器人載體,這些載體可以在生物體內(nèi)(體內(nèi))運輸細胞,用于靶向治療和組織再生。
根據(jù)該研究報告,機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)化機器人結(jié)構(gòu)”。
再生醫(yī)學(xué)使用來自生物(動物,植物或人)的健康細胞來修復(fù)或替換患病細胞或組織。然而,當(dāng)將功能細胞運輸?shù)缴矬w內(nèi)的受損位置時會出現(xiàn)挑戰(zhàn)。該研究指出:
“體內(nèi)[干細胞]細胞的遞送需要一個合適的三維(3D)結(jié)構(gòu),以創(chuàng)造一種環(huán)境,支持細胞粘附,增殖和分化,同時作為載體起作用”。
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打印微型機器人載體,以機械支持組織和器官原位再生。此外,研究人員觀察到2D細胞培養(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,微機器人載體有可能進入人體較小和更復(fù)雜的區(qū)域。這包括胃腸器官,大腦和脊髓??紤]到這一點,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行高分辨率3D圖案化。微型載體由負性光致抗蝕劑SU-850材料制成。
此外,微型機器人涂有鎳和鈦溶液,用于磁致動和生物相容性。
為了測試其細胞控制和傳遞能力,研究小組將一群攜帶能夠產(chǎn)生腫瘤的HeLa蛋白細胞的微型機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。
兩種測試均在顯微鏡下觀察,并被認為是成功進行精確的自動細胞運輸。在實驗階段結(jié)束時,研究人員發(fā)現(xiàn)微型載體的球形3D打印結(jié)構(gòu)“增強了磁驅(qū)動能力,使微機器人與宿主組織易于融合,促進細胞從機器人轉(zhuǎn)移到組織”。