Skanning av elektronmikroskopbilder av mänskliga mesenkymala stamceller fästa vid en sfärisk mikrorobot. Kredit:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Ett team av forskare anslutna till flera institutioner i Sydkorea och en i Schweiz har visat att det är möjligt att använda magnetiskt aktiverade mikroroboter för att leverera stamceller till riktad vävnad. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskapsrobotik , gruppen beskriver hur man skapar de små robotarna och hur bra de fungerade när de testades.
Tidigare arbete har visat att det borde vara möjligt att leverera läkemedel till ett mål i en levande människa genom att injicera små robotar i blodomloppet och sedan dirigera dem till ett mål med hjälp av externa magneter. I denna nya insats, forskarna har visat att detsamma borde vara möjligt för stamceller.
Att använda stamceller för att behandla mänskliga tillstånd eller för att reparera skadad vävnad har blivit ett stort forskningsområde för forskare, men för närvarande, det enda sättet att leverera dem till ett målområde är genom injektion. Men att injicera dem i svåråtkomliga områden kan vara svårt och resultera i vävnadsskada. Injektion har också en låg stamcellsöverlevnad. För att övervinna problemen i samband med injektion, forskarna använde 3-D laserlitografi för att producera två robotformer, en sfär och en helix – båda med porösa ytor för att låta stamceller fästa vid dem. Forskarna använde sedan ett magnetfält för att föra robotarna genom olika scenarier. För att styra de sfäriska robotarna, laget använde en roterande rörelse med magneten - för spiralformade robotar, de använde en rullande rörelse.
Illustration av experimentell uppställning för magnetisk manipulation av mikrorobotar som bär stamceller genom en råtthjärna. Upphovsman:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Mikrorobotar (grå) och differentierade neuroner (orange) sedda under ett svepelektronmikroskop. Upphovsman:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Genom att använda deras system, forskarna rapporterar att de riktar mikrorobotar till ett tomt hålrum i en levande mus. De flyttade dem också genom ett isolerat blodkärl, en cellkultur och en skiva råtthjärna. I de flesta fall, de små robotarna bar stamceller, men forskarna visade också att de kunde bära cancerceller också - genom att leverera dem till ett organ på ett chip.
Forskarna noterar att deras arbete fortfarande är mycket preliminärt. Förutom att testa för säkerhet, det finns fortfarande det svårfångade målet att hitta ett sätt att styra sådana robotar i levande människor. För närvarande, det enda sättet att se var de befinner sig inuti en levande varelse är att använda teknik baserad på magnetisk resonans, vilket skulle störa styrningen av mikrorobotarna.
© 2019 Science X Network
