干细胞微型机器人Cellbots:可从鼻腔抵达大脑进行疾病治疗

近日,韩国研究人员已经开发出了由干细胞制成的微型机器人,它可以通过鼻子送入大脑。这些绕过血脑屏障的“Cellbots(细胞机器人)”有朝一日可用于治疗脑癌和神经退行性疾病。

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作为身体的控制中心,大脑需要比其他器官更严格的安全保障。血脑屏障是一个非常有选择性的膜,它可以防止血液中循环的毒素和外来颗粒进入大脑,而只允许特定的营养物质通过。虽然这在大多数时候是一个重要的功能,但它却使得治疗大脑中的疾病变得棘手,因为药物也被禁止进入。

以前的研究表明,鼻内通道可以成为进入大脑的直接途径从而使药物绕过这一屏障。但新研究的科学家们没有使用鼻腔喷雾剂或凝胶,而是将一种相当独特的车辆送入这条高速公路--由干细胞制成的微小机器人。

研究人员创造了主要由人类核转移干细胞(hNTSCs)制成的微型机器人,其里面有氧化铁纳米颗粒。这些纳米颗粒让Cellbots能够利用磁场进行引导。一旦进入大脑,Cellbots就可以分化成神经元、神经前体细胞和神经胶质细胞,这可能有助于治疗一系列神经系统疾病。

据悉,研究小组首先通过引导Cellbots通过微流体通道对其进行测试,并展示了它们如何利用外部磁场进行控制。接下来,他们将其移植到实验室培养的大脑器官中以检查其功能。最后,他们在小鼠身上演示了鼻腔递送方法,结果表明Cellbots随后可以用磁铁引导到大脑中的目标位置。

研究人员表示,这种新方法比手术或其他将药物送入大脑的技术更有效、更不具侵入性。他们还指出,氧化铁颗粒不会干扰干细胞的工作,这意味着对接受者的大脑来说应该是安全的。

该研究的论文共同作者Choi Hongsoo教表:“这项研究克服了由于血脑屏障而导致的治疗剂进入脑组织的局限性。它为治疗各种棘手的神经系统疾病如阿尔茨海默症、帕金森氏病和脑肿瘤提供了新的可能性,其通过磁力驱动的hNTSC型微型机器人通过鼻内途径的移动实现干细胞的精确和安全的定向输送。”

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