微缩打印脂质体作为医疗器械

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宾夕法尼亚州立大学的研究人员声称,利用微打印技术制造的易于制造的低成本人工细胞最终可能用于药物和基因传递设备,以及生物材料、生物技术和生物传感应用。

据称,人造细胞还将允许研究人员探索发生在细胞膜上的活动。

生物医学工程助理教授希林·马德(shereen Majd)说:“在一个自然细胞中,内部发生的事情太多了,所以非常复杂。”“有了这些人造细胞——脂质体,我们只剩下了外壳,这让我们有能力解剖细胞膜上发生的事情。”

了解药物和病原体如何穿过细胞膜屏障对于预防疾病和输送药物至关重要,研究人员已经制造人造细胞很长一段时间了。

然而,马吉德的团队正在创造由脂质和蛋白质组成的大型人工细胞阵列,其大小一致,既可以附着在它们生长的基质上,也可以分离并用作自由移动的血管。研究人员报告了他们的工作结果先进材料

马吉德在一份声明中说:“如今制药行业的趋势是他们喜欢进行高通量筛选。”“他们可以在阵列中使用大量大小相同、条件相同的人造细胞,并同时监测许多细胞。”

研究人员的细胞也不同,因为它们含有含有蛋白质成分的脂质,就像自然界中细胞膜存在的方式一样。各种蛋白质的作用是允许某些物质进入和离开细胞,起到调节作用。

马吉德说:“这些巨大的蛋白质脂质体很像细胞膜。”“因此,它们是研究发生在细胞表面的过程的优秀模型系统,例如病原体和药物进入细胞时发生的分子事件。”

旧的人工细胞创造方法使用干燥的脂质,但为了创造含有蛋白质的细胞,系统必须保持湿润,因为当蛋白质变干时,它们就无法使用了。

使用水凝胶冲压——一种用湿水凝胶制造印章的过程,在基质表面沉积脂质和蛋白质混合物的点——研究人员可以布局出一系列潜在的人工细胞位置。

然后他们在基片上施加交流电场。在脂质和蛋白质混合物存在的地方,会形成微小的气泡,最终结合成一个人造细胞。其结果是在基质上放置和间隔的人造细胞阵列。

马吉德说:“目前还不清楚交流电场是如何产生气泡的物理现象。”“但最重要的是,交流电场会产生激越,产生微小的气泡,然后融合形成电池。”这个过程被称为电生成。”

所使用的脂类和蛋白质的种类取决于人工细胞的最终目的。形成的细胞在20到50微米之间,在天然细胞的范围内。

马吉德说:“这种方法的美妙之处在于,许多实验室已经在使用脂质体和电生成。”“然而,传统上,它们并没有附着蛋白质。”

她补充说,另一个问题是,传统方法制造的人造细胞有几十种大小,分布在各个地方。其他方法需要复杂的设备,如微流体,以创建均匀大小的人造细胞。利用水凝胶冲压法,可以很容易地控制人工细胞的大小,并有效地生成大量的人工细胞。

研究人员下一步想要在人造细胞中加入的不仅仅是脂质和蛋白质。一种可能是将潜在药物与蛋白质和脂质结合。