科學(xué)家用3D打印公牛精液“精子機(jī)器人”對抗宮頸癌

來自德國綜合納米科學(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。自從上次聽說德國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。現(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，并說他們最新的抗癌運(yùn)動員 - 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�性生殖道中游泳。更好的是，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。這些3D打印的精子機(jī)器人尚未準(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)室器皿中進(jìn)行了成功的測試。最后，他們希望在動物身上進(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，研究人員需要克服一些障礙：對于初學(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，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)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測整個(gè)蜂群。

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)�機(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。

來源： 3D打印智造網(wǎng)
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