当前位置:新闻 -> 行业动态 -> 太科幻!纳米机器人用于肿瘤细胞局部治疗
太科幻!纳米机器人用于肿瘤细胞局部治疗
时间:2021-11-05 11:40:10  作者:lfy  来源:生物探索
再生医学网获悉,近日,《ACS NANO》最新刊登了来自合肥微尺度物质科学国家研究中心的最新研究成果:Environmentally AdaptiveShape-MorphingMicrorobots for Localized Cancer CellTreatment。在这一研究中,研究者们利用pH响应水凝胶设计和制作了一种微型结构。
  在许多科幻电影中,我们常常可以看到纳米机器人的角色。它们拥有神奇的能力,被应用于多种领域。每次看罢,总是令人心之向往。万幸的是,随着纳米技术的日臻成熟,纳米机器人,这一原本只存在于科幻电影中的角色,正在向现实生活走来。

  再生医学网获悉,近日,《ACS NANO》最新刊登了来自合肥微尺度物质科学国家研究中心的最新研究成果:Environmentally AdaptiveShape-MorphingMicrorobots for Localized Cancer CellTreatment。在这一研究中,研究者们利用pH响应水凝胶设计和制作了一种微型结构。这种微型结构被设计成可爱的鱼和螃蟹的形状,通过改变环境的pH可以控制鱼鳍的收缩和蟹钳的闭合,本质上就是pH调控的水凝胶膨胀程度的变化。另一方面,通过在水凝胶微型结构修饰磁性材料使其具有了磁感应性能,可以利用磁场来驱动水凝胶微型结构的位置变化。
  具体来说,研究者们首先通过一步法4D打印技术制备水凝胶微型鱼结构,在pH小于9时,水凝胶膨胀程度减小,使鱼鳍收缩,在微观结构上表现为水凝胶空隙由500nm减小为200nm。类似的,水凝胶微型螃蟹结构被设计成了蟹钳的收缩现象。
  之后,为了使这种微型结构具备磁感应能力,研究者们利用SiO2包被的Fe3O4纳米颗粒修饰了水凝胶微型结构。通过控制pH,这种水凝胶微型螃蟹结构的蟹钳可以由2微米张开到14微米。在pH大于9时,货物进入张开的蟹钳中;调节pH小于9,蟹钳夹住(装载)货物,在磁场中移动到目的位置后,调节pH张开蟹钳释放货物,就完成了整个过程。
  为了在生理环境中应用,研究者们设计了以pH7.4为临界值的水凝胶微型小鱼。微型小鱼(嘴)装载阿霉素(DOX)后加入PBS,水凝胶发生膨胀封装DOX,运动到目的位置后,调节pH小于7.4,水凝胶收缩张开封口释放DOX,杀死Hela细胞(一种癌细胞)。这种微型小鱼的运动轨迹由外加磁场控制。与对照相比,装载DOX并且顺利释放DOX的微型小鱼附近的Hela细胞明显被杀死(死细胞染色呈红色)。
  此外,研究者们还在人造血管的环境中验证了水凝胶微型小鱼的功能。使用光刻和PDMS模塑制作人造血管,并用磁驱微型小鱼对局部的HeLa细胞进行处理。与对照相比,微型小鱼局部的DOX浓度随时间越来越高,对Hela细胞的杀伤也越来越明显。
  纳米技术在临床医学领域已应用多年,特别是在癌症治疗领域,纳米医疗技术更是取得了许多辉煌成就。对此,再生医学网表示,该项研究成果的问世,标准着纳米技术在癌症治疗领域又迈入了一个崭新的阶段,势必会推动癌症临床治疗的发展。
关键字:纳米技术,纳米医疗,纳米机器人,临床医学
反馈
版权所有2012-2019 组织工程与再生医学网 保留所有权利
京ICP备11013684号-2