Opracowano niezliczoną ilość różnych urządzeń i cząsteczek w skali nano o charakterze terapeutycznym, diagnostycznym i badawczym do pracy wewnątrz żywych komórek.Chociaż wiele z tych cząstek jest bardzo skutecznych w tym, co robią, to często trudność w ich dostarczaniu stanowi prawdziwe wyzwanie w wykorzystaniu ich do celów praktycznych.Zazwyczaj do przenoszenia tych cząstek do komórek wykorzystuje się jakiś rodzaj naczyń lub błona komórkowa jest przerywana, aby wpuścić najeźdźców. W związku z tym techniki te albo uszkadzają komórki, albo nie są zbyt dobre w konsekwentnym dostarczaniu ładunku i mogą być trudno zautomatyzować.

Teraz zespół współpracowników z Uniwersytetu Koreańskiego i Instytutu Nauki i Technologii Okinawy w Japonii opracował całkowicie nowatorski sposób wprowadzania cząstek i związków chemicznych, w tym białek, DNA i leków, do wnętrza komórek, nie powodując przy tym większych uszkodzeń. .

Nowa technika polega na tworzeniu spiralnych wirów wokół komórek, które tymczasowo odkształcają błony komórkowe na tyle długo, aby wpuścić substancje. Wydaje się, że błony natychmiast wracają do swojego pierwotnego stanu po ustaniu stymulacji wirów.Wszystko to odbywa się w jednym etapie i nie wymaga żadnej skomplikowanej biochemii, nanonośników ani trwałego uszkodzenia zaangażowanych komórek.

Zbudowane do tego celu urządzenie, zwane hydroporatorem spiralnym, może w ciągu minuty dostarczać nanocząstki złota, funkcjonalne mezoporowate nanocząstki krzemionki, dekstran i mRNA do różnych typów komórek w ciągu minuty z wydajnością do 96% i przeżyciem komórek do 94. %.Wszystko to z niewiarygodną szybkością około miliona komórek na minutę i z urządzenia taniego w produkcji i prostego w obsłudze.

„Obecne metody mają liczne ograniczenia, w tym problemy ze skalowalnością, kosztami, niską wydajnością i cytotoksycznością” – powiedział profesor Aram Chung ze Szkoły Inżynierii Biomedycznej na Uniwersytecie Koreańskim, kierownik badania.„Naszym celem było wykorzystanie mikroprzepływów, w których wykorzystaliśmy zachowanie maleńkich prądów wody, do opracowania nowego, potężnego rozwiązania do dostarczania wewnątrzkomórkowego… Wystarczy pompować płyn zawierający komórki i nanomateriały na dwóch końcach, a komórki – teraz zawierające nanomateriał – wypływa z dwóch pozostałych końców.Cały proces zajmuje tylko jedną minutę.”

Wnętrze urządzenia mikroprzepływowego zawiera złącza poprzeczne i złącza T, przez które przepływają komórki i nanocząstki.Konfiguracje połączeń tworzą niezbędne wiry, które prowadzą do penetracji błon komórkowych, a nanocząstki w naturalny sposób przedostają się, gdy tylko nadarzy się okazja.

Oto symulacja wiru spiralnego, który powoduje deformację komórek na skrzyżowaniu krzyżowym i T:

Technologie medyczne zmieniają świat!Dołącz do nas i obserwuj postępy w czasie rzeczywistym.W Medgadget publikujemy najnowsze wiadomości technologiczne, przeprowadzamy wywiady z liderami w tej dziedzinie i przesyłamy korespondencję z wydarzeń medycznych na całym świecie od 2004 roku.

Technologie medyczne zmieniają świat!Dołącz do nas i obserwuj postępy w czasie rzeczywistym.W Medgadget publikujemy najnowsze wiadomości technologiczne, przeprowadzamy wywiady z liderami w tej dziedzinie i przesyłamy korespondencję z wydarzeń medycznych na całym świecie od 2004 roku.