Scansione di immagini al microscopio elettronico di cellule staminali mesenchimali umane attaccate a un microrobot sferico. Credito:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Un team di ricercatori affiliato a diverse istituzioni in Corea del Sud e una in Svizzera ha dimostrato che è possibile utilizzare microrobot azionati magneticamente per fornire cellule staminali a tessuti mirati. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Robotica scientifica , il gruppo descrive la creazione dei piccoli robot e quanto bene hanno funzionato durante il test.
Il lavoro precedente ha dimostrato che dovrebbe essere possibile somministrare farmaci a un bersaglio in un essere umano vivente iniettando minuscoli robot nel flusso sanguigno, quindi dirigendoli verso un bersaglio utilizzando magneti esterni. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno dimostrato che lo stesso dovrebbe essere possibile per le cellule staminali.
L'uso di cellule staminali per curare le condizioni umane o riparare i tessuti danneggiati è diventato un'importante area di ricerca per gli scienziati, ma attualmente, l'unico modo per somministrarli in un'area mirata è l'iniezione. Ma iniettarli in aree difficili da raggiungere può essere difficile e provocare danni ai tessuti. L'iniezione ha anche un basso tasso di sopravvivenza delle cellule staminali. Per superare i problemi associati all'iniezione, i ricercatori hanno utilizzato la litografia laser 3D per produrre due forme di robot, una sfera e un'elica, entrambe con superfici porose per consentire alle cellule staminali di aderire ad esse. I ricercatori hanno quindi utilizzato un campo magnetico per spostare i robot attraverso vari scenari. Per dirigere i robot sferici, il team ha utilizzato un movimento rotatorio con il magnete, per i robot elicoidali, usavano un movimento rotatorio.
Illustrazione della configurazione sperimentale per la manipolazione magnetica di microrobot che trasportano cellule staminali attraverso un cervello di ratto. Credito:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Microrobot (grigio) e neuroni differenziati (arancione) visti al microscopio elettronico a scansione. Credito:Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Usando il loro sistema, i ricercatori riferiscono di aver diretto i microrobot verso una cavità vuota in un topo vivo. Li hanno anche spostati attraverso un vaso sanguigno isolato, una coltura cellulare e una fetta di cervello di ratto. Nella maggior parte dei casi, i minuscoli robot trasportavano cellule staminali, ma i ricercatori hanno anche dimostrato di poter trasportare anche cellule cancerose, consegnandole a un organo su un chip.
I ricercatori fanno notare che il loro lavoro è ancora molto preliminare. Oltre ai test di sicurezza, c'è ancora l'obiettivo sfuggente di trovare un modo per dirigere tali robot negli esseri umani viventi. Attualmente, l'unico modo per vedere dove si trovano all'interno di una creatura vivente è usare la tecnologia basata sulla risonanza magnetica, che interferirebbe con la guida dei microrobot.
© 2019 Scienza X Rete
