微流体通道中细胞机器人的体外磁驱动
a)制造具有装载室、微柱和曲折路线的微流体通道
b)细胞机器人在旋转磁场下的滚动运动(比例尺= 50微米)
c)细胞机器人在磁场梯度下的磁牵引运动(比例尺= 50微米)
d)在微流体通道(比例尺=500微米)中,将细胞机器人与2D附着的hNTSCs共同培养
DIV,体外天数
学分:高级医疗材料 DGIST机器人工程崔洪洙教授、DGIST-ETH微机器人研究中心高级研究员金英荣和首尔科技大学金成元教授的联合研究团队
天主教大学玛丽医院在提高干细胞治疗的疗效和安全性方面取得了突破
该团队开发了一种基于磁动力人类核转移干细胞(hNTSC)的微型机器人,以及一种通过鼻内途径将治疗剂微创输送到大脑的方法
他们还完成了通过绕过血脑屏障的鼻内途径将开发的干细胞基微型机器人移植到脑组织中
与传统的外科手术方法相比,所提出的方法在疗效和安全性上更优越,并且有望在未来带来治疗各种顽固性神经疾病如阿尔茨海默氏病、帕金森氏病和脑肿瘤的新可能性
干细胞治疗的局限性在于很难将精确数量的干细胞输送到身体深处治疗风险高的精确目标位置
另一个限制是治疗的有效性和安全性都很低,因为在输送过程中治疗剂大量损失,而治疗的成本很高
特别是,当通过血液将干细胞输送到大脑中时,由于“血脑屏障”的存在,细胞输送的效率可能会降低,血脑屏障是脑血管网络的一个独特和特定的组成部分
为了克服这些限制,DGIST和首尔ST
,天主教大学玛丽医院开发了一种基于磁驱动hNTSC的微型机器人,可以使用外部磁场在人体内自由可靠地操纵
在这项研究中,该团队通过将具有高生物相容性和超顺磁性的氧化铁纳米粒子内化到从人鼻甲提取的干细胞中,开发了一种微型机器人 新开发的微型机器人可以通过外部控制的旋转磁场进行滚动运动,并通过磁场梯度进行平移运动,从而能够在体内各种生理环境中进行高效运输
因此,通过施加外部磁场,微机器人可以在微流体通道内被远程控制,有助于快速和精确地输送到目标点
研究小组进一步验证了新开发的微型机器人被可靠地移植到脑组织中
特别是,研究小组通过鼻内通道注射开发的微型机器人,绕过小鼠的血脑屏障,这在世界上还是第一次,并利用外部磁场将微型机器人移入脑组织,精确输送到大脑皮层,成功完成了移植
教授
Choi评论说,“这项研究克服了由于血脑屏障造成的治疗剂进入脑组织的局限性
他补充说,“它为治疗各种难治性神经疾病,如阿尔茨海默氏病、帕金森氏病和脑肿瘤,开辟了新的可能性,通过鼻内途径移动基于磁动力hNTSC的微型机器人,实现了干细胞的准确和安全的靶向输送。”
研究结果发表在10月6日的《高级保健材料》上
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