Uma miríade de diferentes dispositivos e moléculas em nanoescala terapêuticas, diagnósticas e orientadas para pesquisa foram desenvolvidas para funcionar dentro de células vivas.Embora muitas destas partículas sejam muito eficazes naquilo que fazem, muitas vezes é a dificuldade de as libertar que constitui o verdadeiro desafio na sua utilização para fins práticos.Normalmente, algum tipo de recipiente é usado para transportar essas partículas para dentro das células ou a membrana celular é quebrada para permitir a entrada dos invasores. Como tal, essas técnicas danificam as células ou não são muito boas em entregar sua carga de forma consistente, e podem ser difícil de automatizar.

Agora, uma equipe de colaboradores da Universidade da Coreia e da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa, no Japão, desenvolveu uma maneira totalmente nova de levar partículas e compostos químicos, incluindo proteínas, DNA e drogas, para o interior das células sem causar muitos danos. .

A nova técnica baseia-se na criação de vórtices espirais em torno das células que deformam temporariamente as membranas celulares por tempo suficiente para permitir a entrada de coisas. As membranas parecem restaurar-se imediatamente ao seu estado original assim que a estimulação do vórtice cessa.Tudo isso é realizado em uma única etapa e não requer nenhuma bioquímica complexa, nanoveículos de entrega ou danos permanentes às células envolvidas.

O dispositivo construído para a tarefa, chamado hidroporador espiral, pode fornecer nanopartículas de ouro, nanopartículas funcionais de sílica mesoporosa, dextrana e mRNA em diferentes tipos de células em um minuto, com uma eficiência de até 96% e uma sobrevivência celular de até 94%. %.Tudo isso a uma velocidade incrível de cerca de um milhão de células por minuto e a partir de um dispositivo barato de produzir e simples de operar.

“Os métodos atuais sofrem de inúmeras limitações, incluindo problemas de escalabilidade, custo, baixa eficiência e citotoxicidade”, disse o professor Aram Chung, da Escola de Engenharia Biomédica da Universidade da Coreia, líder do estudo.“Nosso objetivo era usar microfluídica, onde exploramos o comportamento de pequenas correntes de água, para desenvolver uma nova solução poderosa para entrega intracelular… Basta bombear um fluido contendo as células e nanomateriais nas duas extremidades, e as células – agora contendo o nanomaterial – flui para fora das outras duas extremidades.Todo o processo leva apenas um minuto.”

O interior do dispositivo microfluídico possui junções cruzadas e junções T através das quais fluem as células e as nanopartículas.As configurações de junção criam os vórtices necessários que levam à penetração das membranas celulares e as nanopartículas entram naturalmente quando surge a oportunidade.

Aqui está uma simulação de um vórtice espiral que causa deformação celular na junção cruzada e na junção T:

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