Er zijn talloze verschillende therapeutische, diagnostische en onderzoeksgerichte apparaten en moleculen op nanoschaal ontwikkeld om in levende cellen te werken.Hoewel veel van deze deeltjes zeer effectief zijn in wat ze doen, is het vaak de moeilijkheid om ze te leveren die de echte uitdaging vormt bij het gebruik ervan voor praktische doeleinden.Normaal gesproken wordt er een soort vaten gebruikt om deze deeltjes naar de cellen te transporteren, of wordt het celmembraan gebroken om de indringers binnen te laten. Als zodanig beschadigen deze technieken de cellen of zijn ze niet erg goed in het consistent afleveren van hun lading. moeilijk te automatiseren.

Nu heeft een team van medewerkers van de Korea University en het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University in Japan een geheel nieuwe manier ontwikkeld om deeltjes en chemische verbindingen, waaronder eiwitten, DNA en medicijnen, in de cellen te krijgen zonder veel schade aan te richten. .

De nieuwe techniek is gebaseerd op het creëren van spiraalvormige vortexen rond cellen die de celmembranen tijdelijk lang genoeg vervormen om dingen binnen te laten. De membranen lijken zichzelf onmiddellijk in hun oorspronkelijke staat te herstellen zodra de vortexstimulatie stopt.Dit alles wordt in één stap uitgevoerd en vereist geen complexe biochemie, nano-leveringsvoertuigen of permanente schade aan de betrokken cellen.

Het apparaat dat voor deze taak is gebouwd, een zogenaamde spiraalhydroporator, kan gouden nanodeeltjes, functionele mesoporeuze silica-nanodeeltjes, dextran en mRNA binnen een minuut in verschillende soorten cellen afleveren met een efficiëntie van maximaal 96% en een cellulaire overleving van maximaal 94%. %.Dit alles met een ongelooflijke snelheid van ongeveer een miljoen cellen per minuut en vanuit een apparaat dat goedkoop te produceren en eenvoudig te bedienen is.

“De huidige methoden hebben te kampen met talloze beperkingen, waaronder problemen met schaalbaarheid, kosten, lage efficiëntie en cytotoxiciteit”, zegt professor Aram Chung van de School of Biomedical Engineering aan de Korea University, de onderzoeksleider.“Ons doel was om microfluïdica te gebruiken, waarbij we het gedrag van kleine waterstromen exploiteerden, om een ​​krachtige nieuwe oplossing voor intracellulaire toediening te ontwikkelen… Je pompt gewoon een vloeistof die de cellen en nanomaterialen bevat in twee uiteinden, en de cellen – die nu de nanomateriaal – stroomt uit de andere twee uiteinden.Het hele proces duurt slechts één minuut.”

Het interieur van het microfluïdische apparaat heeft kruisovergangen en T-overgangen waardoor cellen en de nanodeeltjes stromen.De junctieconfiguraties creëren de noodzakelijke draaikolken die leiden tot de penetratie van celmembranen en de nanodeeltjes komen op natuurlijke wijze binnen wanneer de gelegenheid zich voordoet.

Hier is een simulatie van een spiraalvormige vortex die celvervorming veroorzaakt op de kruispunt- en T-splitsing:

Medische technologieën transformeren de wereld!Doe mee en bekijk de voortgang in realtime.Bij Medgadget rapporteren we het laatste technologienieuws, interviewen we leiders in het veld en archiveren we berichten van medische evenementen over de hele wereld sinds 2004.

Medische technologieën transformeren de wereld!Doe mee en bekijk de voortgang in realtime.Bij Medgadget rapporteren we het laatste technologienieuws, interviewen we leiders in het veld en archiveren we berichten van medische evenementen over de hele wereld sinds 2004.