Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Forskere bruger magnetisk aktiverede mikrorobotter til at levere stamceller til vævsmål

Scanning af elektronmikroskopibilleder af humane mesenkymale stamceller knyttet til en sfærisk mikrorobot. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Sydkorea og en i Schweiz har vist, at det er muligt at bruge magnetisk aktiverede mikrorobotter til at levere stamceller til målrettet væv. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Science Robotics , gruppen beskriver oprettelsen af ​​de små bots, og hvor godt de fungerede, når de blev testet.

Tidligere arbejde har vist, at det skal være muligt at levere medicin til et mål i et levende menneske ved at injicere bittesmå robotter i blodbanen og derefter lede dem til et mål ved hjælp af eksterne magneter. I denne nye indsats, forskerne har vist, at det samme burde være muligt for stamceller.

Brug af stamceller til behandling af menneskelige tilstande eller reparation af beskadiget væv er blevet et stort forskningsområde for forskere, men i øjeblikket, den eneste måde at levere dem til et målområde er ved injektion. Men at injicere dem i svært tilgængelige områder kan være svært og resultere i vævsskade. Injektion har også en lav stamcelleoverlevelse. For at overvinde problemerne forbundet med injektion, forskerne brugte 3D-laserlitografi til at producere to robotformer, en kugle og en spiral - begge med porøse overflader, så stamceller kan klæbe til dem. Forskerne brugte derefter et magnetfelt til at flytte robotterne gennem forskellige scenarier. For at styre de sfæriske robotter, holdet brugte en roterende bevægelse med magneten - til spiralformede robotter, de brugte en rullende bevægelse.

  • Illustration af eksperimentel opsætning til magnetisk manipulation af mikrorobotter, der bærer stamceller gennem en rottehjerne. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)

  • Microrobots (grå) og differentierede neuroner (orange) set under et scannende elektronmikroskop. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)

Ved hjælp af deres system, forskerne rapporterer at lede mikrorobotter til et tomt hulrum i en levende mus. De flyttede dem også gennem et isoleret blodkar, en cellekultur og et stykke rottehjerne. I de fleste tilfælde, de små bots bar stamceller, men forskerne viste også, at de også kunne bære kræftceller - ved at levere dem til et organ på en chip.

Forskerne bemærker, at deres arbejde stadig er meget foreløbigt. Ud over at teste for sikkerhed, der er stadig det undvigende mål at finde en måde at lede sådanne robotter på levende mennesker. I øjeblikket, den eneste måde at se, hvor de er inde i et levende væsen, er at bruge teknologi baseret på magnetisk resonans, hvilket ville forstyrre vejledningen af ​​mikrorobotterne.

Video af spiralformet mikrorobot, der snurrer gennem et blodkar i en rottehjerne. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019) Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Video af dyrkning af mikrotissue efter levering af kræftceller via microrobot i en body-on-a-chip model af levertumor mikroorgan. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Video af de spiralformede og sfæriske mikrorobotter, der manøvrerer et ventrikel i et stykke musehjerne. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Video af målrettet cellelevering via mikrorobot til en body-on-a-chip model af levertumor mikroorgan netværk. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Video af spiralformede og sfæriske mikrorobotter, der bærer stamceller på et laboratoriefad. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)

© 2019 Science X Network