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神预言?纳米机器人问世,或将改写干细胞治疗规则
时间:2022-10-20 10:57:05  作者:lfy  来源:生物探索
再生医学网获悉,近日,来自韩国大邱庆北科学技术大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员研发出了可生物降解的GelMA微型机器人,该机器人可装载干细胞,并可由外部磁场控制移动到目标位置,且被运输到靶向位置的干细胞可增殖分化为目的细胞类型。相关研究成果发表在Small上。
  还记得马斯克预言过的“纳米机器人”吗?现如今,这种看似十分科幻的机器人已正式问世。相较于大家传统印象中的机器人,纳米机器人并不是钢身铁手,无坚不摧,恰恰相反,这种机器人是用一种名叫甲基丙烯酸明胶(GelMA)的可降解生物材料制作而成。

  再生医学网获悉,近日,来自韩国大邱庆北科学技术大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员研发出了可生物降解的GelMA微型机器人,该机器人可装载干细胞,并可由外部磁场控制移动到目标位置,且被运输到靶向位置的干细胞可增殖分化为目的细胞类型。相关研究成果发表在Small上。
  此项研究开发了一种基于磁控GelMA的可生物降解微型机器人(以下简称GelMA微型机器人),GelMA微型机器人专为干细胞输送而设计,并可被外部磁场控制,且采用简单的微流体装置制造。微流体装置可以快速产生许多微尺度液滴,并且可以在制造过程中通过调节两种不混溶流体的流速来改变液滴尺寸。液滴混合物包含GelMA、光引发剂和SPIONs(Fe3O4,15-20 nm),可生物降解且可通过光固化,形成微流控芯片。该系统以每分钟100个的速度制造GelMA微型机器人,这比使用现有的双光子聚合方法制造微型机器人快一万倍以上。
  实验结果表明:
  生物相容性:人类鼻甲干细胞在一天内即可附着在GelMA微型机器人上
  磁性操控:GelMA机器人可响应外部磁场,并可移动到所需的位置
  生物降解及干细胞增殖分化:GelMA微型机器人可酶促降解且搭载的hNTSCs可分化
  为确认GelMA微型机器人递送的干细胞是否表现出正常的电学和生理学特性,研究人员使用了从稳定发射电信号的大鼠胚胎中提取的海马神经元。将相应的细胞贴在GelMA微型机器人表面,并在微型电极芯片上培养28天,观察海马神经元的电信号。
  初级海马神经元的电生理活动显示信号是由海马神经元产生的。这些原代海马神经元成功地附着在电极上并显示出自发的神经活动,证明了GelMA微型机器人输送的干细胞在现有神经细胞之间的连接断开的状态下可正常发挥桥梁作用,反应了可生物降解的GelMA微型机器人在干细胞输送方面的潜力。
  本研究的结果证明了使用GelMA微型机器人作为用于移植的靶向干细胞递送平台的可能性。总体而言,可生物降解的GelMA微型机器人具有良好的实际生物医学应用潜力,包括再生医学、靶向细胞/药物/基因传递和组织工程。
  随着干细胞在临床医学得到初步应用,科学家逐渐发现一个问题,那就是干细胞的治疗传递系统存在一定弊端,甚至是副作用,这无疑阻碍了干细胞疗法的大规模推广应用。对此,再生医学网表示,随着该项研究成果问世,相信该难题将迎刃而解。
关键字:纳米机器人,干细胞,细胞疗法,GelMA微型机器人
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