En myriad av olika terapeutiska, diagnostiska och forskningsorienterade enheter och molekyler i nanoskala har utvecklats för att fungera inuti levande celler.Även om många av dessa partiklar är mycket effektiva på vad de gör, är det ofta svårigheten att leverera dem som är den verkliga utmaningen att använda dem för praktiska ändamål.Vanligtvis används antingen någon sorts kärl för att transportera dessa partiklar in i celler eller så bryts cellmembranet för att släppa in inkräktarna. Som sådan skadar dessa tekniker celler eller är inte särskilt bra på att konsekvent leverera sin last, och de kan vara svårt att automatisera.

Nu har ett team av medarbetare från Korea University och Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University i Japan utvecklat ett helt nytt sätt att få in partiklar och kemiska föreningar, inklusive proteiner, DNA och droger, in i cellernas inre utan att orsaka mycket skada .

Den nya tekniken bygger på att skapa spiralvirvlar runt celler som temporärt deformerar cellulära membran tillräckligt länge för att släppa in saker. Membranen verkar omedelbart återställa sig till sitt ursprungliga tillstånd när virvelstimuleringen upphör.Allt detta utförs i ett steg och kräver ingen komplicerad biokemi, nanotransportfordon eller permanent skada på de involverade cellerna.

Enheten byggd för uppgiften, kallad en spiralhydroporator, kan leverera guldnanopartiklar, funktionella mesoporösa kiseldioxidnanopartiklar, dextran och mRNA till olika typer av celler inom en minut med en effektivitet på upp till 96 % och en cellulär överlevnad på upp till 94 %.Allt detta i en otrolig hastighet av cirka en miljon celler per minut och från en enhet som är billig att tillverka och enkel att använda.

"Nuvarande metoder lider av många begränsningar, inklusive problem med skalbarhet, kostnad, låg effektivitet och cytotoxicitet", säger professor Aram Chung från School of Biomedical Engineering vid Korea University, studieledaren."Vårt mål var att använda mikrofluidik, där vi utnyttjade beteendet hos små vattenströmmar, för att utveckla en kraftfull ny lösning för intracellulär leverans... Du pumpar bara en vätska som innehåller cellerna och nanomaterialen i två ändar, och cellerna - som nu innehåller nanomaterial – flyter ut ur de andra två ändarna.Hela processen tar bara en minut.”

Det inre av mikrofluidanordningen har korsningar och T-övergångar genom vilka celler och nanopartiklar strömmar.Kopplingskonfigurationerna skapar nödvändiga virvlar som leder till penetration av cellmembran och nanopartiklarna kommer naturligt in när tillfälle ges.

Här är en simulering av en spiralvirvel som orsakar celldeformation vid korsningen och T-korsningen:

Medicinsk teknik förändrar världen!Följ med oss ​​och se framstegen i realtid.På Medgadget rapporterar vi de senaste tekniknyheterna, intervjuar ledare inom området och skickar in utskick från medicinska händelser runt om i världen sedan 2004.

Medicinsk teknik förändrar världen!Följ med oss ​​och se framstegen i realtid.På Medgadget rapporterar vi de senaste tekniknyheterna, intervjuar ledare inom området och skickar in utskick från medicinska händelser runt om i världen sedan 2004.