近日，來自香港城市大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了3D打印的微型機(jī)器人載體，這些載體可以在生物體內(nèi)（體內(nèi)）運輸細(xì)胞，用于靶向治療和組織再生。
根據(jù)該研究報告，機(jī)器人的球形和帶刺結(jié)構(gòu)是使用Nanoscribe的Photonic Professional GT激光光刻系統(tǒng)制造的，該系統(tǒng)提供了“足夠的靈活性來優(yōu)化機(jī)器人結(jié)構(gòu)”。

△用間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）培養(yǎng)12小時的微機(jī)器人的SEM圖像。 圖片來自Science Robotics /香港城市大學(xué)

通過3D打印的微型機(jī)器人載體進(jìn)行細(xì)胞再生
     再生醫(yī)學(xué)使用來自生物（動物，植物或人）的健康細(xì)胞來修復(fù)或替換患病細(xì)胞或組織。 然而，當(dāng)將功能細(xì)胞運輸?shù)缴矬w內(nèi)的受損位置時會出現(xiàn)挑戰(zhàn)。 該研究指出：“體內(nèi)[干細(xì)胞]細(xì)胞的遞送需要一個合適的三維（3D）結(jié)構(gòu)，以創(chuàng)造一種環(huán)境，支持細(xì)胞粘附，增殖和分化，同時作為載體起作用?！币虼?，該研究小組創(chuàng)造了幾種具有磁性和多孔性質(zhì)的3D打印微型機(jī)器人載體，以機(jī)械支持組織和器官原位再生。 此外，研究人員觀察到2D細(xì)胞培養(yǎng)人工環(huán)境因其快速失去形狀而無效。
     通過微創(chuàng)設(shè)計，微機(jī)器人載體有可能進(jìn)入人體較小和更復(fù)雜的區(qū)域。 這包括胃腸器官，大腦和脊髓。 考慮到這一點，該研究使用了Nanoscribes的雙光子光刻技術(shù)，該技術(shù)能夠通過光子晶體進(jìn)行高分辨率3D圖案化。 微型載體由負(fù)性光致抗蝕劑SU-850材料制成。
此外，微型機(jī)器人涂有鎳和鈦溶液，用于磁致動和生物相容性。

△細(xì)胞接種前后微機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計。圖片來自Science Robotics /香港城市大學(xué)。

小鼠和斑馬魚胚胎
    為了測試其細(xì)胞控制和傳遞能力，研究小組將一群攜帶能夠產(chǎn)生腫瘤的HeLa蛋白細(xì)胞的微型機(jī)器人分散到小鼠體內(nèi)。培養(yǎng)四周后，小鼠在注射的微生物載體的周圍位置形成腫瘤。此外，微型機(jī)器人載體被分散到斑馬魚胚胎的蛋黃中，以觀察注射精度和克服粘性阻力的能力。
     兩種測試均在顯微鏡下觀察，并被認(rèn)為是成功進(jìn)行精確的自動細(xì)胞運輸。在實驗階段結(jié)束時，研究人員發(fā)現(xiàn)微型載體的球形3D打印結(jié)構(gòu)“增強了磁驅(qū)動能力，使微機(jī)器人與宿主組織易于融合，促進(jìn)細(xì)胞從機(jī)器人轉(zhuǎn)移到組織。”

△注射了攜帶HeLa細(xì)胞的一群微型機(jī)器人的小鼠的體內(nèi)熒光成像。 在為期四周的時間內(nèi)，腫瘤發(fā)生了腫瘤。 白色箭頭表示注射的位置。 圖片來自Science Robotics /香港城市大學(xué)。
     研究人員論文“Development of a magnetic microrobot for carrying and delivering targeted cells”由Junyang Li, Xiaojian Li, Tao Luo, Tao Luo, Chichi Liu, Shuxun Chen, Dongfang Li, Jianbo Yue, Shuk-han Cheng, and D. Sun.撰寫

來源：3d打印網(wǎng)    

編輯：董強