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香港城市大学开发用于原位细胞再生的3d打印微型机器人

发布时间:2021-09-01 15:20:59阅读:来源:科盛检测设备

2018年8月20日,南极熊从外媒获悉,来自香港城市大学的研究人员创造了3d的微型机器人载体,这些载体可以在生物体内(体内)运输细胞,用于靶向治疗和组织再生。

根据该研究报告,机器人的球形和带刺结构是使用nanoscribe的photonicprofessionalgt激光光刻系统制造的,该系统提供了“足够的灵活性来优化机器人结构”。

△用间充质干细胞(msc)培养12小时的微机器人的sem图像。图片来自sciencerobotics/香港城市大学

通过3d打印的微型机器人载体进行细胞再生

再生医学使用来自生物(动物,植物或人)的健康细胞来修复或替换患病细胞或组织。然而,当将功能细胞运输到生物体内的受损位置时会出现挑战。该研究指出:

“体内[干细胞]细胞的递送需要一个合适的三维(3d)结构,以创造一种环境,支持细胞粘附,增殖和分化,同时作为载体起作用。”

因此,该研究小组创造了几种具有磁性和多孔性质的3d打印微型机器人载体,以机械支持组织和器官原位再生。此外,研究人员观察到2d细胞培养人工环境因其快速失去形状而无效。

通过微创,微机器人载体有可能进入人体较小和更复杂的区域。这包括胃肠器官,大脑和脊髓。考虑到这一点,该研究使用了nanoscribes的双光子光刻技术,该技术能够通过光子晶体进行高分辨率3d图案化。微型载体由负性光致抗蚀剂su-850材料制成。

此外,微型机器人涂有镍和钛溶液,用于磁致动和生物相容性。

△细胞接种前后微机器人的结构设计。图片来自sciencerobotics/香港城市大学。

小鼠和斑马鱼胚胎

为了测试其细胞控制和传递能力,研究小组将一群携带能够产生肿瘤的hela蛋白细胞的微型机器人分散到小鼠体内。培养四周后,小鼠在注射的微生物载体的周围位置形成肿瘤。

此外,微型机器人载体被分散到斑马鱼胚胎的蛋黄中,以观察注射精度和克服粘性阻力的能力。

两种测试均在显微镜下观察,并被认为是成功进行精确的自动细胞运输。在实验阶段结束时,研究人员发现微型载体的球形3d打印结构“增强了磁驱动能力,使微机器人与宿主组织易于融合,促进细胞从机器人转移到组织。”

△注射了携带hela细胞的一群微型机器人的小鼠的体内荧光成像。在为期四周的时间内,肿瘤发生了肿瘤。白色箭头表示注射的位置。图片来自sciencerobotics/香港城市大学。

研究人员论文“developmentofamagneticmicrorobotforcarryinganddeliveringtargetedcells”由junyangli,xiaojianli,taoluo,taoluo,chichiliu,shuxunchen,dongfangli,jianboyue,shuk-hancheng,andd.sun.撰写

编译自:3dprintingindustry.com