香港城市大学、原位置細胞再生のための3Dプリントマイクロロボットを開発

香港城市大学、原位置細胞再生のための3Dプリントマイクロロボットを開発
2018年8月20日、アンタークティックベアは海外メディアから、香港城市大学の研究者らが標的治療や組織再生のために体内(インビボ)で細胞を輸送できる3Dプリントのマイクロロボットキャリアを開発したことを知りました。

研究によると、ロボットの球状構造ととげ状の構造は、Nanoscribe社のPhotonic Professional GTレーザーリソグラフィーシステムを使用して製造され、「ロボットの構造を最適化するのに十分な柔軟性」を提供した。


△間葉系幹細胞(MSC)を12時間培養したマイクロロボットのSEM画像。 画像提供:サイエンス・ロボティクス/香港城市大学
3Dプリントされたマイクロロボットキャリアによる細胞再生

再生医療は、生体(動物、植物、または人間)の健康な細胞を使用して、病気の細胞または組織を修復または置き換えます。 しかし、機能細胞を生物体内の損傷部位に輸送する際には課題が生じます。 研究では次のように述べられています。

「[幹細胞]を体内に送達するには、キャリアとして機能しながら細胞の接着、増殖、分化をサポートする環境を作り出す適切な3次元(3D)構造が必要です。」

そこで研究チームは、磁性と多孔質特性を備えた3Dプリントマイクロロボットキャリアをいくつか作成し、組織や臓器の再生をその場で機械的にサポートしました。 さらに研究者らは、2D 細胞培養人工環境はすぐに形を失ってしまうため効果がないことに気づきました。

マイクロロボット車両は、最小限の侵襲性の設計により、人体のより小さく複雑な領域にアクセスできる可能性があります。 これには、消化器官、脳、脊髄が含まれます。 これを念頭に置いて、この研究では、フォトニック結晶による高解像度の 3D パターン形成を可能にする Nanoscribes 社の 2 光子リソグラフィー技術を使用しました。 マイクロキャリアはネガ型フォトレジスト SU-850 材料で作られました。

さらに、マイクロロボットは磁気作動と生体適合性のためにニッケルとチタンの溶液でコーティングされました。


△細胞接種前後のマイクロロボットの構造設計。画像提供:Science Robotics/香港城市大学。
マウスとゼブラフィッシュの胚

細胞の制御と送達能力をテストするために、研究チームは腫瘍を形成するHeLaタンパク質細胞を運ぶマイクロロボットの群れをマウスに散布した。 4週間の培養後、マウスは注入された微生物ベクターの周囲に腫瘍を発症した。

さらに、マイクロロボットキャリアをゼブラフィッシュの胚の卵黄に分散させ、注入精度と粘性抵抗を克服する能力を観察しました。

両方のテストは顕微鏡で観察され、正確な自動細胞輸送に成功したと判断されました。実験段階の終わりに、研究者らは、マイクロキャリアの球状の3Dプリント構造が「磁気作動能力を強化し、マイクロロボットを宿主組織に簡単に統合し、ロボットから組織への細胞移動を促進する」ことを発見した。



△ HeLa 細胞を搭載したマイクロロボット群を注入したマウスの生体内蛍光イメージング。 4週間にわたって腫瘍は成長しました。 白い矢印は注射の位置を示しています。 画像提供:Science Robotics/香港城市大学。

研究者の論文「標的細胞を運搬・配送するための磁気マイクロロボットの開発」は、Junyang Li、Xiaojian Li、Tao Luo、Tao Luo、Chichi Liu、Shuxun Chen、Dongfang Li、Jianbo Yue、Shuk-han Cheng、および D. Sun によって執筆されました。

出典: 3dprintingindustry.com


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