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磁控微型机器人将干细胞带到难以到达的人体器官
2018年07月02日 由 浅浅 发表
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干细胞的惊人之处在于，它们可以在实验室中被诱导成几乎任何类型细胞。多年来，这种卓越的能力使得科学家们忙于修补干细胞并将其注入动物模型中，试图培育并替代受损组织。
但是干细胞面临的挑战是：如何将这些细胞输送到身体难以到达的地方。研究人员通常通过注射针头来输送干细胞。但是这种方法会损伤健康组织，特别是当目标是深层大脑结构，脉管系统或内耳时。
香港城市大学教授Dong Sun领导的研究人员宣布他们发明了一种使用微型磁控机器人的新型输送工具。携带细胞的机器无创地通过身体移动到目标部位并运送干细胞。
团队在斑马鱼和老鼠身上展示了他们的设备，并在Science Robotics杂志上报道了他们的成功。
这一进步值得注意，因为Sun及其同事能够证明他们的机器人在动物身上起作用。
苏黎世联邦理工学院微型机器人学家Bradley Nelson曾表示，“如何让这些微型机器在生物体中移动真的不够确定。”
包括Nelson在内的其他几个团队已经在计算机模拟和试管中展示了携带细胞的微型设计，但“在体内更难”。
不同大小的微型机器人通过身体携带细胞的能力各不相同。
Sun把机器人设计成类似于burrs（粘在衣服上的多刺的球形种子豆荚）的形状。他和他的同事们用3D激光蚀刻技术制造了这些产品，并将它们涂覆在用于磁致动的镍和用于生物相容性的钛上。
多孔的毛刺状机器人在它们的尖刺之间固定细胞。使用磁场，研究人员可以将机器人引导到身体感兴趣的部位。在那里，它们释放细胞，然后扩散并完成再生受损组织。
Sun和他的同事通过将它们注入麻醉的斑马鱼胚胎的蛋黄中来测试机器人的移动性。他们将它们导航到蛋黄内的特定点，同时观察斑马鱼的心脏跳动。
然后他们测试了机器人是否可以携带和释放细胞。他们用一种称为HeLa的细胞装载它们，并将它们注入小鼠体内。机器人成功释放细胞，然后在小鼠中增殖。
下一步将是加载含有干细胞的微生物以测试其治疗能力。 设计的一个限制是细胞自发释放，而不是受控制的机制。这些微型机器人在医疗中专门用于在体内执行各种工作，例如提供药物或抗击感染。
Sun的毛刺机器人只是干细胞之谜的一部分。在干细胞治疗可以用于实际治愈器官或治疗疾病之前，还需要做更多的工作。
论文：robotics.sciencemag.org/content/3/19/eaat8829
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