Et utal af forskellige terapeutiske, diagnostiske og forskningsorienterede enheder og molekyler i nanoskala er blevet udviklet til at arbejde inde i levende celler.Mens mange af disse partikler er meget effektive til, hvad de gør, er det ofte vanskeligheden ved at levere dem, der er den virkelige udfordring ved at bruge dem til praktiske formål.Typisk bruges enten en slags fartøjer til at transportere disse partikler ind i cellerne, eller også brydes cellemembranen for at lade angriberne komme ind. Som sådan skader disse teknikker celler eller er ikke særlig gode til konsekvent at levere deres last, og de kan svært at automatisere.

Nu har et team af samarbejdspartnere fra Korea University og Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University i Japan udviklet en helt ny måde at få partikler og kemiske forbindelser, inklusive proteiner, DNA og lægemidler, ind i det indre af celler uden at forårsage meget skade. .

Den nye teknik er afhængig af at skabe spiralhvirvler omkring celler, der midlertidigt deformerer cellemembraner længe nok til at lukke ting ind. Membranerne ser ud til straks at genoprette sig selv til deres oprindelige tilstand, når hvirvelstimuleringen ophører.Alt dette udføres i ét trin og kræver ikke nogen kompleks biokemi, nanoleveringsbærere eller permanent skade på de involverede celler.

Enheden bygget til opgaven, kaldet en spiralhydroporator, kan levere guld-nanopartikler, funktionelle mesoporøse silica-nanopartikler, dextran og mRNA til forskellige typer celler inden for et minut med en effektivitet på op til 96 % og en cellulær overlevelse på op til 94 %.Alt dette med en utrolig hastighed på omkring en million celler i minuttet og fra en enhed, der er billig at producere og enkel at betjene.

"Nuværende metoder lider af adskillige begrænsninger, herunder problemer med skalerbarhed, omkostninger, lav effektivitet og cytotoksicitet," sagde professor Aram Chung fra School of Biomedical Engineering ved Korea University, studielederen."Vores mål var at bruge mikrofluidik, hvor vi udnyttede opførselen af ​​små vandstrømme, til at udvikle en kraftfuld ny løsning til intracellulær levering... Du pumper bare en væske, der indeholder cellerne og nanomaterialerne i to ender, og cellerne - nu indeholder nanomateriale – flyder ud af de to andre ender.Hele processen tager kun et minut.”

Det indre af den mikrofluidiske enhed har krydsforbindelser og T-forbindelser, gennem hvilke celler og nanopartikler strømmer.Forbindelseskonfigurationerne skaber de nødvendige hvirvler, der fører til penetration af cellemembraner, og nanopartiklerne kommer naturligt ind, når muligheden byder sig.

Her er en simulering af en spiralhvirvel, som forårsager celledeformation ved krydskrydset og T-krydset:

Medicinske teknologier transformerer verden!Slut dig til os og se fremskridtene i realtid.Hos Medgadget rapporterer vi de seneste teknologinyheder, interviewer ledere på området og indgiver udsendelser fra medicinske begivenheder rundt om i verden siden 2004.

Medicinske teknologier transformerer verden!Slut dig til os og se fremskridtene i realtid.Hos Medgadget rapporterer vi de seneste teknologinyheder, interviewer ledere på området og indgiver udsendelser fra medicinske begivenheder rundt om i verden siden 2004.