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給細胞做手術(shù):靶向藥物導入新方法

2017-03-16 來(lái)源:掌上資訊  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:特高超聲波對細胞膜的振動(dòng)壓力約是一般超聲波的60倍,能夠更加均勻地使細胞膜受力,從而實(shí)現外源物質(zhì)精準地導入細胞及細胞核,且本身對細胞無(wú)毒副作用。

  近日,天津大學(xué)精儀學(xué)院微技術(shù)團隊在細胞靶向藥物導入方向取得重要突破,在國際上首次提出“應用微機電系統(MEMS)薄膜諧振器激發(fā)‘特高超聲波(千兆赫茲)’進(jìn)行靶向細胞藥物導入”的新技術(shù)。他們通過(guò)為細胞“做手術(shù)”,實(shí)現了多種分子對細胞的精準導入,為傳統的靶向藥物導入技術(shù)提供了一種全新的方法,拓展了微機電系統技術(shù)在生命科學(xué)中的應用。相關(guān)研究成果于近日在線(xiàn)發(fā)表于微納技術(shù)領(lǐng)域國際權威學(xué)術(shù)刊物《Small》上。

  將目標藥物分子、治療基因和蛋白等外源分子精準高效地導入細胞內部是現代精準醫療和細胞分子生物學(xué)研究中的重要技術(shù)。傳統的細胞導入依賴(lài)化學(xué)藥物或者電學(xué)刺激,比如我們熟知的“化療”,這樣不僅無(wú)法進(jìn)行選擇性藥物導入,使用中還會(huì )引起“細胞免疫應答”,破壞健康細胞,產(chǎn)生較大的副作用。而微納器件具備體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn),可植入體內實(shí)現選擇性細胞藥物導入,使用微納技術(shù)實(shí)現單細胞藥物導入已成為現代分子生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。

  微機電系統(MEMS)是指尺寸在0.5~500微米的可動(dòng)元件構成的微機電系統。天津大學(xué)微技術(shù)團隊在教授龐慰、段學(xué)欣和副教授王艷艷等團隊成員的共同努力下,開(kāi)展了大量微機電諧振器、傳感器與執行器研究并向生命科學(xué)等領(lǐng)域延伸,取得了一批具備自主知識產(chǎn)權的高水平科研成果。

  據悉,該項新技術(shù)是研究團隊通過(guò)諧振器激勵產(chǎn)生“特高超聲波”,利用“特高超聲波”的振動(dòng)高效穩定地在細胞膜上形成小孔,誘導外源物質(zhì)如靶向藥物或基因分子進(jìn)入細胞。特高超聲波對細胞膜的振動(dòng)壓力約是一般超聲波的60倍,能夠更加均勻地使細胞膜受力,從而實(shí)現外源物質(zhì)精準地導入細胞及細胞核,且本身對細胞無(wú)毒副作用。

  該研究團隊利用數學(xué)和物理模型對高頻體聲波在液體中對細胞的作用進(jìn)行了理論仿真,揭示其導致細胞膜結構改變的物理機理,并在實(shí)驗室中針對不同濃度、不同尺寸、不同類(lèi)別的外源物質(zhì)開(kāi)展了細胞導入實(shí)驗,結果證實(shí)該系統效率高、功耗低、多樣化,導入位置可控,并可實(shí)現多靶點(diǎn)、定向化、單細胞的藥物導入,具有傳統藥物導入技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

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