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研究人员开发出由公牛精子细胞驱动的3D打印机器人

导读: 来自德国综合纳米科学研究所(IIN),德累斯顿IFW的研究人员已经开发出了由公牛精子细胞驱动的3D打印机器人。

  来自德国综合纳米科学研究所(IIN),德累斯顿IFW的研究人员已经开发出了由公牛精子细胞驱动的3D打印机器人。机器人可以装载一种名为阿霉素盐酸盐的宫颈癌药物,有一天可以用来治疗人类患者。

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  自从我们上次听说德国德累斯顿综合纳米科学研究所正在开发的令人难以置信的3D打印精子以来,已经过去了好几个月。现在,同样的研究人员又带来了一个好消息:他们已经发表了一篇关于他们最近的工作的论文,并说他们最新的抗癌运动员-再次用公牛精子制造-显示出巨大的希望。

  每个生物混合精子微型机器人由来自公牛的精子组成,其与用铁基涂层覆盖的塑料3D打印微结构组合。金属涂层让研究人员能够在机器人需要的地方进行磁性“引导”,然后微结构上的四个可弯曲臂将精子细胞释放到目标癌细胞。

  奇怪的是,虽然听起来精子对于这项任务实际上是非常有用的,因为它们有能力在女性生殖道中游泳。更好的是,精子细胞可以与卵细胞自然融合,并可以重复癌细胞的技巧,允许精子在癌细胞内释放重要的宫颈癌药物。

  研究人员目前正在使用的药物是阿霉素盐酸盐,可以装载到每个精子细胞的头部。有用的是,这种药物对精子细胞没有任何明显的影响,所以即使有重要的医疗货物,它也可以继续游动。

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  这些3D打印的香椿尚未准备好用于人类,但德累斯顿的研究人员已经在实验室菜中进行了成功的测试。最后,他们希望在动物身上进行试验,然后把公牛精子换成人类的精子。然而,在能够取得重大进展之前,研究人员需要克服一些障碍:对于初学者来说,他们希望使机器人的塑料结构可生物降解,使其在药物递送后立即溶解,这可以使免疫反应和其他反应最小化。

  另一个障碍涉及找到一种方法来一次引导多个精子细胞。目前,研究人员能够一次控制一个机器人,但需要一次完成多个机器人,以便提供必要的药量。但是,这样做需要更好的成像技术,以便医生监视小型机器人的进展情况。目前,磁共振和超声成像系统的空间分辨率约为100微米,由于精子头仅测量5×10微米,所以这不足以完成任务。

  研究人员说,研究人员的目标是建立一个高分辨率的系统,能够实时监测整个香波群。尽管面临这些挑战,但德累斯顿的研究人员非常乐观地认为,他们不同寻常的技术最终将被用于其指定目的。他们甚至认为它可以用来解决宫颈癌以外的其他形式的癌症,包括卵巢癌和子宫癌。

  使用与人工授精类似的程序将机器人精子通过导管注射到女性生殖系统中。

  研究人员最新的论文“用于靶向药物递送的精子-混合微型马达”已在ACS纳米杂志上发表。其作者是许海峰,马里亚纳麦地那桑切斯,维罗妮卡马格丹斯,卢卡斯施瓦茨,弗兰齐斯卡赫本斯特里特和奥利弗G.施密特。


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