脑洞大开! 研究人员开发出可引导精子去治疗妇科癌症的3D打印微管

dy1993   2017-04-12 09:26:24

最近,IFW德累斯顿和开姆尼斯工业大学的研究人员3D打印了一个可引导精子去治疗癌症的微管。精子天然能在女性生殖系统中存活,因此负载有药物的精子细胞为妇科癌症提供了一种直观的治疗。仅在美国,每年就会有超过10万名的妇女受到妇科癌症的影响。

而这种方法之所以可行主要是因为精子有以下3个特性:

①天生就能在女性的生殖系统中存活

②能自主游动

③能刺穿细胞膜

正是这几点让精子顺利将药物送到癌细胞中心成为了可能。而只有在那里,药物才能最大限度地发挥作用。值得一提的是,精子的“桨状”外形也是一大优势,因为这种外形可增强其负载能力(也就是说能运送更多剂量的药物)。

IFW研究所和Chemnitz大学的这种3D打印超微管是通过纳米级的3D光刻技术制造的一种智能装置。实际作用时,它会包裹住精子的头部,然后在接触到另一个实体结构(可以认为就是癌细胞)时将精子释放,从而最大限度地发挥精子的天然特性。

值得一提的是,这种装置有4条向外弯曲的“手臂”。这些手臂目的是在接触到癌细胞时能仅仅“抓住”后者的细胞壁,从而方便精子游出并进入癌细胞。手臂是用德国Nanoscribe(当前全球最知名的纳米3D打印公司)的光反应IP浸渍材料制成的,随后被涂上了一层铁从而获得了磁性。至于精子,则会在被放入这种装置之前通过浸泡的方式“挂上”专治妇科癌症的阿霉素药物。

那么,这种微装置究竟能否像预想的一样顺利释放药物呢?答案是肯定的。实际上研究人员已经进行了相关测试,内容是将这种微装置与活着的HeLa宫颈癌细胞一起放入一个微流控装置。结果令人惊喜,有“超过2/3(22个中的15个)的装置成功释放了精子。

另外,这种装置的疗效也已经得到了证实。如下图所示,红点代表死去的癌细胞,而绿点代表活着的癌细胞。可以看出,在药物释放后,随着时间的流逝,癌细胞的死亡率明显上升。

虽然这种新方法目前仍存在许多问题,还需要进一步完善才能进行活体实验,但研究者仍认为其前景是光明的,近未来就能广泛应用于“原位癌的诊断和治疗”,理由是当前最常见的癌症疗法(如化疗)会对人体造成极大伤害,而这种方法就不会。

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