Технология за интегриране на нанотехнологии в клетки

Технология за интегриране на нанотехнологии в клетки | ✅ Д-р Стоян Арнаудов - Ортопед | Травматолог ⭐️

Разработени са безброй различни терапевтични, диагностични и научно-ориентирани наномащабни устройства и молекули, които работят в живите клетки. Въпреки че много от тези частици са много ефективни в това, което правят, често трудността да бъдат доставени е истинското предизвикателство при използването им за практически цели. Обикновено или някакъв вид съдове се използват за пренасяне на тези частици в клетките, или клетъчната мембрана се счупва, за да влезе нашествениците. Като такива, тези техники или нараняват клетките, или не са много добри в последователното доставяне на товара им и те могат трудно да се автоматизира.

Сега екип от сътрудници от Университета на Корея и Института за наука и технологии Окинава в Япония разработиха изцяло нов начин за навлизане на частици и химични съединения, включително протеини, ДНК и лекарства, във вътрешността на клетките, без да причиняват много щети .

Технология за интегриране на нанотехнологии в клетки | ✅ Д-р Стоян Арнаудов - Ортопед | Травматолог ⭐️
Когато два противоположни потока вода се срещнат в кръстовище при ниски скорости на потока (вляво), потоците се разделят и продължават да текат симетрично, което кара клетките да се удължават, когато са в центъра. Когато дебитът се увеличи до умерен дебит (вдясно), малките нестабилности в потока се усложняват. Това води до образуването на завихрящ се спирален вихър, който деформира клетките в центъра на напречното кръстовище.

Новата техника разчита на създаването на спирални вихри около клетките, които временно деформират клетъчните мембрани достатъчно дълго, за да пропуснат нещата. Мембраните изглежда незабавно се възстановяват в първоначалното си състояние, след като вихровото стимулиране спре. Всичко това се извършва в една стъпка и не изисква сложна биохимия, нано-транспортни средства или трайно увреждане на засегнатите клетки.

Устройството, създадено за задачата, наречено спирален хидропоратор, може да доставя златни наночастици, функционални мезопорести силициеви наночастици, декстран и иРНК в различни видове клетки в рамките на минута при ефективност до 96% и клетъчно оцеляване до 94 %. Всичко това с невероятна скорост от около един милион клетки в минута и от устройство, което е евтино за производство и лесно за работа.

„Настоящите методи страдат от многобройни ограничения, включително проблеми с мащабируемост, цена, ниска ефективност и цитотоксичност“, каза професор Арам Чунг от Училището по биомедицинско инженерство в Корейския университет, ръководител на изследването. „Нашата цел беше да използваме микрофлуидици, където използвахме поведението на малки течения вода, за да разработим мощно ново решение за вътреклетъчно доставяне … Просто изпомпвате течност, съдържаща клетките и наноматериалите в два края, а клетките – сега съдържащи наноматериал – изтичат от другите два края. Целият процес отнема само една минута. “

Вътрешността на микрофлуидното устройство има кръстосани връзки и Т връзки, през които текат клетките и наночастиците. Конфигурациите на съединенията създават необходимите вихри, които водят до проникване на клетъчните мембрани и наночастиците естествено навлизат, когато се появи възможност.

Проучване в списание ACS Nano: Вътреклетъчно наноматериално доставяне чрез Спирална хидропорация

Чрез: Институт за наука и технологии в Окинава Завършил университет