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“为细胞做手术”让药物靶向更准

2017-03-21 06:39:20 | 来源:健康报 | 分享

  本报讯 (记者李哲 通讯员靳莹)天津大学精仪学院微技术团队在国际上首次提出“应用微机电系统(MEMS)薄膜谐振器激发‘特高超声波’进行靶向细胞药物导入”的新技术,通过“为细胞做手术”实现多种分子对细胞的精准导入。相关研究论文近日在线发表在微纳技术领域国际权威学术刊物《Small》上。

  将目标药物分子、治疗基因和蛋白等外源分子精准高效地导入细胞内部,是精准医疗和细胞分子生物学研究的重要技术。传统的细胞导入依赖化学药物或者电学刺激,比如化疗,不仅无法进行选择性药物导入,还会破坏健康细胞,产生较大副作用。而微纳器件具备体积小、功耗低等优点,可植入体内实现选择性细胞药物导入。

  微机电系统(MEMS)由尺寸在0.5微米~500微米的可动元件构成。在国家“千人计划”专家庞慰教授的带领下,天津大学微技术团队开展了大量微机电谐振器、传感器与执行器研究,并向生命科学等领域延伸,取得了一批具备自主知识产权的科研成果。研究团队通过谐振器激励产生特高超声波,利用特高超声波的振动高效稳定地在细胞膜上形成小孔,诱导外源物质如靶向药物或基因分子进入细胞。特高超声波对细胞膜的振动压力约是一般超声波的60倍,能够更加均匀地使细胞膜受力,从而实现外源物质可控、精准地导入细胞及细胞核,且本身对细胞无毒副作用。

  研究团队利用数学和物理模型揭示了高频体声波致细胞膜结构改变的物理机理,并针对不同浓度、不同尺寸、不同类别的外源物质开展细胞导入实验,证实该系统高效率、功耗低,导入位置可控,并可实现多靶点、定向化、单细胞的药物导入,具有传统药物导入技术不可比拟的优点。

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