3D drukowane spermboty używane jako systemy dostarczania leków do walki z rakiem szyjki macicy

Zespół badawczy opracowuje biohybrydowy mikrobot spermy, który może być wykorzystywany w przyszłości do dostarczania leków przeciwnowotworowych do guzów nowotworowych w drogach rozrodczych kobiecych. Chociaż spermoboty mogą wydawać się dziwnym sposobem walki z rakiem, zespół wyjaśnił, że "plemniki są naturalną formą do tego zadania."

Mikrobot to plastikowa mikrostruktura z nadrukiem 3D, połączona z plemnikiem byka i pokryte powłoką na bazie żelaza, dzięki czemu naukowcy mogą magnetycznie sterować botem hiphybrid do celu - guza. Cztery ramiona mikrostruktury zginają się automatycznie, aby uwolnić plemnik, gdy bot dotrze do guza, a plemniki są w stanie przedostać się przez komórki rakowe w celu dostarczenia leku przeciwnowotworowego.

Do celów badania naukowcy zastosowali chlorowodorek doksorubicyny w leczeniu raka szyjki macicy, ponieważ nie wpływa on na plemniki w sposób, w jaki wpływa na komórki nowotworowe. Lek był ładowany do głowy plemnika, który chroni go przed środowiskiem, a spermboty poddano testowi dostarczania leków do komórek raka szyjki macicy w naczyniach laboratoryjnych.

Medina-Sánchez zauważyła że eksperymenty w laboratorium zakończyły się sukcesem, zespół nadal pracuje nad pewnymi problemami, na przykład nad biodegradowalną powłoką z tworzywa sztucznego, która rozpuszcza się po uwolnieniu leku. Ponadto, podczas gdy naukowcy mogą teraz prowadzić tylko pojedyncze plemniki, celem jest umożliwienie kierowania kilkoma naraz w celu maksymalnego dostarczenia leku, a także za pomocą spermotów dla wielu typów nowotworów ginekologicznych, a nie tylko raka szyjki macicy.

Odtąd mikrostruktura z nadrukiem 3D jest tylko trochę większa niż główka plemnika, która ma wymiary 5 x 10 mikrometrów, i jest niewidoczna dla obecnych systemów dostarczania leków, więc musi być zwymiarowana, zanim będzie mogła być używane w szpitalach. Ponadto dostępne techniki obrazowania nie są wystarczająco precyzyjne, aby lekarze mogli monitorować ruch spermbota w ciele w czasie rzeczywistym, co jest kolejnym celem projektu.

"Idealnie, chcielibyśmy wizualizować [ spermboty] w czasie rzeczywistym w głębokiej tkance ... aby naprawdę sprowadzić [boty] do docelowej pozycji. Ale obecnie rozdzielczość przestrzenna systemów rezonansu magnetycznego lub ultrasonograficznego wynosi tylko około 100 mikrometrów ", mówi Medina-Sánchez.

Podobnie do sztucznego unasienniania, plemniki można nawet wstrzykiwać cewnikiem układ rozrodczy jeden dzień. Podczas gdy technologia nie jest jeszcze gotowapraktyczne zastosowania - zespół ma nadzieję, że w przyszłości przeprowadzi eksperymenty na zwierzętach, a także użyje ludzkiego nasienia, a nie spermy byka - z ciężką pracą może dołączyć do niezliczonej ilości innych innowacyjnych metod leczenia raka dostępnych dzięki technologii druku 3D.