助力宮頸癌治療德國(guó)研發(fā)3D打印微型機(jī)器人
日前，德國(guó)綜合納米科學(xué)研究所開發(fā)出了由公牛精子細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的3D打印機(jī)器人。機(jī)器人可以裝載一種名為阿霉素鹽酸鹽的宮頸癌藥物。不過在能夠取得重大進(jìn)展之前，研究人員需要克服一些障礙。
來自德國(guó)綜合納米科學(xué)研究所（IIN），德累斯頓IFW的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了由公牛精子細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的3D打印機(jī)器人。機(jī)器人可以裝載一種名為阿霉素鹽酸鹽的宮頸癌藥物，有一天可以用來治療人類患者。
自從我們上次聽說德國(guó)德累斯頓綜合納米科學(xué)研究所正在開發(fā)的令人難以置信的3D打印精子以來，已經(jīng)過去了好幾個(gè)月�，F(xiàn)在，同樣的研究人員又帶來了一個(gè)好消息：他們已經(jīng)發(fā)表了一篇關(guān)于他們最近的工作的論文，并說他們最新的運(yùn)動(dòng)員再次用公牛精子制造顯示出巨大的希望。
每個(gè)生物混合精子微型機(jī)器人由來自公牛的精子組成，其與用鐵基涂層覆蓋的塑料3D打印微結(jié)構(gòu)組合。金屬涂層讓研究人員能夠在機(jī)器人需要的地方進(jìn)行磁性引導(dǎo)，然后微結(jié)構(gòu)上的四個(gè)可彎曲臂將精子細(xì)胞釋放到目標(biāo)癌細(xì)胞。
奇怪的是，雖然聽起來精子對(duì)于這項(xiàng)任務(wù)實(shí)際上是非常有用的，因?yàn)樗鼈冇心芰υ谂陨车乐杏斡尽８玫氖�，精子�?xì)胞可以與卵細(xì)胞自然融合，并可以重復(fù)癌細(xì)胞的技巧，允許精子在癌細(xì)胞內(nèi)釋放重要的宮頸癌藥物。
研究人員目前正在使用的藥物是阿霉素鹽酸鹽，可以裝載到每個(gè)精子細(xì)胞的頭部。有用的是，這種藥物對(duì)精子細(xì)胞沒有任何明顯的影響，所以即使有重要的醫(yī)療貨物，它也可以繼續(xù)游動(dòng)。
這些3D打印的香椿尚未準(zhǔn)備好用于人類，但德累斯頓的研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室菜中進(jìn)行了成功的測(cè)試。最后，他們希望在動(dòng)物身上進(jìn)行試驗(yàn)，然后把公牛精子換成人類的精子。然而，在能夠取得重大進(jìn)展之前，工業(yè)機(jī)器人維修，研究人員需要克服一些障礙：對(duì)于初學(xué)者來說，他們希望使機(jī)器人的塑料結(jié)構(gòu)可生物降解，使其在藥物遞送后立即溶解，KUKA機(jī)器人維修，這可以使免疫反應(yīng)和其他反應(yīng)最小化。
另一個(gè)障礙涉及找到一種方法來一次引導(dǎo)多個(gè)精子細(xì)胞。目前，研究人員能夠一次控制一個(gè)機(jī)器人，但需要一次完成多個(gè)機(jī)器人，以便提供必要的藥量。但是，這樣做需要更好的成像技術(shù)，以便醫(yī)生監(jiān)視小型機(jī)器人的進(jìn)展情況。目前，磁共振和超聲成像系統(tǒng)的空間分辨率約為100微米，由于精子頭僅測(cè)量5×10微米，所以這不足以完成任務(wù)。
研究人員說，研究人員的目標(biāo)是建立一個(gè)高分辨率的系統(tǒng)，www.whsntf.cn，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)香波群。盡管面臨這些挑戰(zhàn)，但德累斯頓的研究人員非常樂觀地認(rèn)為，他們不同尋常的技術(shù)最終將被用于其指定目的。他們甚至認(rèn)為它可以用來解決宮頸癌以外的其他形式的癌癥，包括卵巢癌和子宮癌。
使用與人工授精類似的程序?qū)C(jī)器人精子通過導(dǎo)管注射到女性生殖系統(tǒng)中。
研究人員最新的論文用于靶向藥物遞送的精子-混合微型馬達(dá)已在ACS納米雜志上發(fā)表。其作者是許海峰，馬里亞納麥地那桑切斯，維羅妮卡馬格丹斯，盧卡斯施瓦茨，弗蘭齊斯卡赫本斯特里特和奧利弗G.施密特。