Sono stati sviluppati una miriade di diversi dispositivi e molecole su nanoscala terapeutici, diagnostici e orientati alla ricerca per funzionare all’interno delle cellule viventi.Anche se molte di queste particelle sono molto efficaci nel loro compito, spesso la vera sfida nel loro utilizzo per scopi pratici è proprio la difficoltà di rilasciarle.In genere, vengono utilizzati alcuni tipi di vasi per trasportare queste particelle nelle cellule oppure la membrana cellulare viene rotta per consentire l'ingresso degli invasori. Pertanto, queste tecniche danneggiano le cellule o non sono molto efficaci nel trasportare costantemente il loro carico e possono essere difficile da automatizzare.

Ora, un team di collaboratori dell’Università della Corea e dell’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University in Giappone ha sviluppato un modo completamente nuovo di introdurre particelle e composti chimici, tra cui proteine, DNA e farmaci, all’interno delle cellule senza causare molti danni. .

La nuova tecnica si basa sulla creazione di vortici a spirale attorno alle cellule che deformano temporaneamente le membrane cellulari abbastanza a lungo da far entrare le cose. Le membrane sembrano ripristinarsi immediatamente al loro stato originale una volta cessata la stimolazione del vortice.Tutto questo viene eseguito in un unico passaggio e non richiede alcuna biochimica complessa, veicoli di nano-somministrazione o danni permanenti alle cellule coinvolte.

Il dispositivo costruito per questo compito, chiamato idroporatore a spirale, può fornire nanoparticelle d’oro, nanoparticelle di silice mesoporosa funzionale, destrano e mRNA in diversi tipi di cellule entro un minuto con un’efficienza fino al 96% e una sopravvivenza cellulare fino al 94%. %.Tutto questo alla velocità incredibile di circa un milione di cellule al minuto e con un dispositivo economico da produrre e semplice da utilizzare.

“I metodi attuali soffrono di numerose limitazioni, inclusi problemi di scalabilità, costi, bassa efficienza e citotossicità”, ha affermato il professor Aram Chung della Scuola di ingegneria biomedica dell’Università della Corea, a capo dello studio.“Il nostro obiettivo era utilizzare la microfluidica, in cui sfruttavamo il comportamento di minuscole correnti d’acqua, per sviluppare una nuova potente soluzione per il rilascio intracellulare… Basta pompare un fluido contenente le cellule e i nanomateriali in due estremità, e le cellule – che ora contengono il nanomateriale – fuoriesce dalle altre due estremità.L’intero processo richiede solo un minuto.”

L'interno del dispositivo microfluidico presenta giunzioni trasversali e giunzioni a T attraverso le quali scorrono le cellule e le nanoparticelle.Le configurazioni di giunzione creano i vortici necessari che portano alla penetrazione delle membrane cellulari e le nanoparticelle entrano naturalmente quando se ne presenta l'occasione.

Ecco una simulazione di un vortice a spirale che provoca la deformazione delle cellule nella giunzione trasversale e nella giunzione a T:

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