腦洞大開! 研究人員開發(fā)出可引導精子去治療婦科癌癥的3D打印微管

dy1993   2017-04-12 09:26:24

最近,IFW德累斯頓和開姆尼斯工業(yè)大學的研究人員3D打印了一個可引導精子去治療癌癥的微管。精子天然能在女性生殖系統(tǒng)中存活,因此負載有藥物的精子細胞為婦科癌癥提供了一種直觀的治療。僅在美國,每年就會有超過10萬名的婦女受到婦科癌癥的影響。

而這種方法之所以可行主要是因為精子有以下3個特性:

①天生就能在女性的生殖系統(tǒng)中存活

②能自主游動

③能刺穿細胞膜

正是這幾點讓精子順利將藥物送到癌細胞中心成為了可能。而只有在那里,藥物才能最大限度地發(fā)揮作用。值得一提的是,精子的“槳狀”外形也是一大優(yōu)勢,因為這種外形可增強其負載能力(也就是說能運送更多劑量的藥物)。

IFW研究所和Chemnitz大學的這種3D打印超微管是通過納米級的3D光刻技術制造的一種智能裝置。實際作用時,它會包裹住精子的頭部,然后在接觸到另一個實體結構(可以認為就是癌細胞)時將精子釋放,從而最大限度地發(fā)揮精子的天然特性。

值得一提的是,這種裝置有4條向外彎曲的“手臂”。這些手臂目的是在接觸到癌細胞時能僅僅“抓住”后者的細胞壁,從而方便精子游出并進入癌細胞。手臂是用德國Nanoscribe(當前全球最知名的納米3D打印公司)的光反應IP浸漬材料制成的,隨后被涂上了一層鐵從而獲得了磁性。至于精子,則會在被放入這種裝置之前通過浸泡的方式“掛上”專治婦科癌癥的阿霉素藥物。

那么,這種微裝置究竟能否像預想的一樣順利釋放藥物呢?答案是肯定的。實際上研究人員已經(jīng)進行了相關測試,內容是將這種微裝置與活著的HeLa宮頸癌細胞一起放入一個微流控裝置。結果令人驚喜,有“超過2/3(22個中的15個)的裝置成功釋放了精子。

另外,這種裝置的療效也已經(jīng)得到了證實。如下圖所示,紅點代表死去的癌細胞,而綠點代表活著的癌細胞。可以看出,在藥物釋放后,隨著時間的流逝,癌細胞的死亡率明顯上升。

雖然這種新方法目前仍存在許多問題,還需要進一步完善才能進行活體實驗,但研究者仍認為其前景是光明的,近未來就能廣泛應用于“原位癌的診斷和治療”,理由是當前最常見的癌癥療法(如化療)會對人體造成極大傷害,而這種方法就不會。

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