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天大应用MEMS技术突破靶向细胞药物导入世界难题

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  中新社天津3月8日电 (张道正 靳莹)记者8日从天津大学获悉,该校精仪学院微技术团队在细胞靶向药物导入方向取得重要突破,在国际上首次提出“应用微机电系统(MEMS)薄膜谐振器激发‘特高超声波(千兆赫兹)’进行靶向细胞药物导入”的新技术,“为细胞做手术”。

 

  该项技术实现了多种分子对细胞的精准导入,为传统的靶向药物导入技术提供了一种全新的方法,拓展了微机电系统技术在生命科学中的应用。

  据悉,天津大学的相关研究成果于近日在线发表在微纳技术领域国际权威学术刊物《Small》上。

  将目标药物分子、治疗基因和蛋白等外源分子精准高效地导入细胞内部是现代精准医疗和细胞分子生物学研究中的重要技术。传统的细胞导入依赖化学药物或者电学刺激,比如“化疗”,这样不仅无法进行选择性药物导入,使用中还会引起“细胞免疫应答”,破坏健康细胞,产生较大的副作用。而微纳器件具备体积小、功耗低等优点,可植入体内实现选择性细胞药物导入,使用微纳技术实现单细胞药物导入已成为现代分子生物学研究的热点。

  微机电系统(MEMS)是指尺寸在0.5-500微米的可动元件构成的微机电系统。天津大学微技术团队在国家千人专家庞慰教授的带领和国家青年千人专家段学欣教授、王艳艳副教授等团队成员的共同努力下,开展了大量微机电谐振器、传感器与执行器研究并向生命科学等领域延伸,取得了一批具备自主知识产权的高水平科研成果。

  “应用微机电系统(MEMS)薄膜谐振器激发‘特高超声波(千兆赫兹)’进行靶向细胞药物导入”技术是研究团队通过谐振器激励产生“特高超声波”,利用“特高超声波”的振动高效稳定地在细胞膜上形成小孔,诱导外源物质,如靶向药物或基因分子进入细胞。特高超声波对细胞膜的振动压力约是一般超声波的60倍,能够更加均匀的使细胞膜受力,从而实现外源物质可控、精准地导入细胞及细胞核,且本身对细胞无毒副作用。(完)

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