香港城市大學開發(fā)用于原位細胞再生的3D打印微型機器人

2018年8月20日，南極熊從外媒獲悉，來自香港城市大學的研究人員創(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Photonic Professional GT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)”。

△用間充質(zhì)干細胞（MSC）培養(yǎng)12小時的微機器人的SEM圖像。 圖片來自Science Robotics /香港城市大學

通過3D打印的微型機器人載體進行細胞再生

再生醫(yī)學使用來自生物（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，當將功能細胞運輸?shù)缴�物體內(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。 考慮到這一點，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。

△細胞接種前后微機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計。圖片來自Science Robotics /香港城市大學。

小鼠和斑馬魚胚胎

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。”

△注射了攜帶HeLa細胞的一群微型機器人的小鼠的體內(nèi)熒光成像。 在為期四周的時間內(nèi)，腫瘤發(fā)生了腫瘤。 白色箭頭表示注射的位置。 圖片來自Science Robotics /香港城市大學。

研究人員論文“Development of a magnetic microrobot for carrying and delivering targeted cells”由Junyang Li, Xiaojian Li, Tao Luo, Tao Luo, Chichi Liu, Shuxun Chen, Dongfang Li, Jianbo Yue, Shuk-han Cheng, and D. Sun.撰寫

編譯自：3dprintingindustry.com

很好的文章啊

doug564335 發(fā)表于 2018-8-22 09:18
很好的文章啊

謝謝支持