引言:干细胞能够分解成各种类型靶细胞,分化的细胞能够再造或恢复损伤机构,使之缺失的功效得到修复。因而,干细胞医治是一种潜在性高效的下一代治疗方案,能够痊愈或防止各种疾病,包含神经系统退行性疾病、糖尿病患者、骨关节炎等。但是,传统干细胞医治寄送系统软件如静脉输液和手术治疗嵌入,均存有不良反应和局限,比如寄送效率不高、干细胞转移不合理、流血、感染细胞的全身曝露。微创手术和有目的性的精准寄送将自动提升干细胞医治的作用,并且通过合理利用干细胞来降低不良反应。
磁动力微型机器人还可以在局部性内以高精密开展远程操作,应用外界电磁场把各种用剂清晰地传至总体目标地区,因此在靶向药物治疗方面有着极大发展潜力。经过3D激光光刻与金属堆积加工工艺制造的3D螺旋状和球型微型机器人在生理环境中具有较高的推进效率的磁可操控性。可是,这种微型机器人因制造用时,流程繁杂,很好地限制其大批量生产;除此之外,虽然这种微型机器人具备相溶性,但大多数制造原材料不能生物降解。
?甲基丙烯酸果胶(GelMA)可以从生物环境中溶解,并且具有比较低细胞毒副作用及比较好的光固化机特性,因而GelMA适合于生物科学,包含微型机器人生产。除此之外,GelMA构造能够被巨噬细胞、单核心细胞、滑囊细胞和上皮细胞细胞自身分泌胶原酶可选择性酶促溶解。近期报道根据双光子聚合(Two-photon polymerization,TPP)制造的根据GelMA的微型机器人。尽管TPP适合于相对比较快地制造纳米繁杂的3D构造,但用以细胞运输微型机器人必须纳米级构造来运输超出10 μm的细胞,但是大批量生产这种微型机器人仍然需要长时间;除此之外,TPP加工工艺还遭受分散化在光固化树脂里的带磁金纳米颗粒(Magnetic nanoparticles,MNP)浓度危害:MNP浓度值大时,危害光固化树脂汇聚,没法大批量生产3D构造;MNP浓度值低时,微型机器人难以被外界电磁场合理实际操作。
2022年6月23日,韩国大邱庆北科学技术大学和苏黎世联邦理工大学的探索工作人员在Small发布名为“A Biodegradable Magnetic Microrobot Based on Gelatin Methacrylatefor Precise Delivery of Stem Cells with Mass Production Capability”的科研成果(图1)[1]。科学研究结果显示可生物降解的GelMA微型机器人可运载干细胞,并可以由外界电磁场操纵移到总体目标部位,且被运送到靶向治疗区域的干细胞可繁殖分裂为主要目的细胞种类。
图1 科研成果(彩色图库:[1])
该项研究与开发了一种基于磁控GelMA不可生物降解微型机器人(下称GelMA微型机器人),GelMA微型机器人致力于干细胞运输需求设计,并可以被外界电磁场操纵,且选用简单微流体设备制造。微流体设备能够快速造成很多微尺度液滴,并可以在制造环节中根据调整二种不互溶流体流动速度来调节液滴规格。液滴混合物质包括GelMA、光稳定剂和SPIONs(Fe3O4,15-20 nm),可生物降解且可以通过光固化机,产生生物芯片。此系统以每分100个的速率制造GelMA微型机器人,这个比应用已有的双光子聚合方式制造微型机器人快一万倍之上(图2)。
图2 应用液滴产生器制造GelMA可生物降解微型机器人(彩色图库:[1])
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