通過為(wei)細(xi)胞“做(zuo)手(shou)術”的科學方法，為(wei)傳統靶向(xiang)藥物導入技(ji)術創造新技(ji)術。近日，天津大學精儀學院微技(ji)術團(tuan)隊在這一領(ling)域取(qu)得了(le)開拓性成果。
將目標藥(yao)物(wu)分(fen)子(zi)、治療基因和(he)蛋白等(deng)外源分(fen)子(zi)精(jing)準高(gao)效地導(dao)入細(xi)(xi)胞內(nei)部是現代精(jing)準醫療和(he)細(xi)(xi)胞分(fen)子(zi)生物(wu)學(xue)研究中(zhong)(zhong)的(de)重要技術。傳(chuan)統的(de)細(xi)(xi)胞導(dao)入依賴化學(xue)藥(yao)物(wu)或者(zhe)電學(xue)刺(ci)激(ji)，比如(ru)我們(men)熟(shu)知的(de)“化療”，這樣不僅無法進行選擇(ze)(ze)性藥(yao)物(wu)導(dao)入，使用(yong)中(zhong)(zhong)還會引起“細(xi)(xi)胞免疫應答”，破壞健康細(xi)(xi)胞，產生較大的(de)副(fu)作(zuo)用(yong)。而微納(na)器件具備體(ti)積小、功耗低(di)等(deng)優點，可(ke)植入體(ti)內(nei)實(shi)(shi)現選擇(ze)(ze)性細(xi)(xi)胞藥(yao)物(wu)導(dao)入，使用(yong)微納(na)技術實(shi)(shi)現單細(xi)(xi)胞藥(yao)物(wu)導(dao)入已成為現代分(fen)子(zi)生物(wu)學(xue)研究的(de)熱點。
微機電系(xi)統（MEMS）是指(zhi)尺寸在(zai) 0.5~500 微(wei)米(mi)的可動元件構成(cheng)的微(wei)機電系統。天津大(da)學(xue)微(wei)技術團(tuan)隊在教(jiao)(jiao)授龐(pang)慰、段學(xue)欣和副教(jiao)(jiao)授王(wang)艷艷等團(tuan)隊成(cheng)員的共同努力下，開展了(le)大(da)量微(wei)機電諧振器(qi)(qi)、傳(chuan)感器(qi)(qi)與(yu)執行器(qi)(qi)研究并向生命科(ke)學(xue)等領(ling)域延伸，取(qu)得了(le)一批具備自主知識產(chan)權的高水平科(ke)研成(cheng)果。
據(ju)悉，該項新技術是研(yan)究團隊通(tong)過(guo)諧振器激勵(li)產(chan)生“特高(gao)超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)”，利用“特高(gao)超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)”的(de)振動高(gao)效穩定地在細(xi)胞(bao)膜上(shang)形(xing)成小孔(kong)，誘導外(wai)源物質(zhi)如靶(ba)向藥物或基(ji)因分子(zi)進入(ru)細(xi)胞(bao)。特高(gao)超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)對細(xi)胞(bao)膜的(de)振動壓力約(yue)是一般(ban)超(chao)(chao)聲波(bo)(bo)的(de) 60 倍(bei)，能夠更(geng)加均(jun)勻地(di)使細(xi)胞膜受力(li)，從(cong)而實現外(wai)源物質精準地(di)導入細(xi)胞及細(xi)胞核，且本身對細(xi)胞無毒副作用。
該(gai)研究團隊利用數學和(he)物(wu)理模(mo)型對(dui)高(gao)頻體(ti)聲波在液體(ti)中對(dui)細(xi)(xi)胞的作用進行(xing)了理論仿真，揭示(shi)其(qi)導(dao)(dao)致細(xi)(xi)胞膜(mo)結構(gou)改(gai)變的物(wu)理機理，并在實(shi)驗(yan)室中針對(dui)不(bu)(bu)(bu)同(tong)濃(nong)度、不(bu)(bu)(bu)同(tong)尺寸、不(bu)(bu)(bu)同(tong)類別的外源物(wu)質開展了細(xi)(xi)胞導(dao)(dao)入(ru)實(shi)驗(yan)，結果證實(shi)該(gai)系統效率高(gao)、功耗低、多(duo)(duo)樣(yang)化，導(dao)(dao)入(ru)位置可控，并可實(shi)現多(duo)(duo)靶點(dian)、定向化、單細(xi)(xi)胞的藥物(wu)導(dao)(dao)入(ru)，具有傳統藥物(wu)導(dao)(dao)入(ru)技(ji)術(shu)不(bu)(bu)(bu)可比擬(ni)的優點(dian)。
