Microrobots para el tratamiento de enfermedades neurológicas mediante administración intranasal
Actuación magnética in vitro de los Cellbots en un canal microfluídico. a) Canal microfluídico fabricado con cámara de carga, micropilares y recorrido tortuoso. b) Movimiento rodante de los Cellbots bajo un campo magnético giratorio (barra de escala = 50 m). c) Movimiento de tracción magnética de los Cellbots bajo un gradiente de campo magnético (barra de escala = 50 m). d) Cocultivo de los Cellbots con hNTSC adjuntos en 2D en el canal de microfluidos (barra de escala = 500 m). DIV, días in vitro. Crédito: Advanced Healthcare Materials
El equipo de investigación conjunto del profesor Choi Hongsoo en Ingeniería Robótica, DGIST, un investigador principal Jinyoung Kim del Centro de Investigación de Microrobótica DGIST-ETH y el equipo de investigación del Profesor Sung Won Kim en el Hospital St. Mary de Seúl de la Universidad Católica, supuso un gran avance para la mejora de la eficacia y seguridad terapéuticas en tratamientos basados en células madre.
El equipo desarrolló un microrobot basado en células madre de transferencia nuclear humana (hNTSC) accionado magnéticamente y un método de administración mínimamente invasiva de agentes terapéuticos en el cerebro a través de la vía intranasal. Y también lograron trasplantar el microrobot basado en células madre desarrollado en el tejido cerebral a través de la vía intranasal que evita la barrera hematoencefálica. El método propuesto es superior en eficacia y seguridad en comparación con el método quirúrgico convencional y se espera que brinde nuevas posibilidades de tratamiento de diversas enfermedades neurológicas intratables, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y los tumores cerebrales, en el futuro.
La limitación de la terapia con células madre es la dificultad de administrar una cantidad exacta de células madre en una ubicación específica precisa en lo profundo del cuerpo donde el tratamiento es de alto riesgo. Otra limitación es que tanto la eficacia como la seguridad del tratamiento son bajas debido a la pérdida de una gran cantidad de agente terapéutico durante el suministro, mientras que el coste del tratamiento es alto. En particular, cuando se administran células madre al cerebro a través de la sangre, la eficiencia de la administración de células puede disminuir debido a la «barrera hematoencefálica», que es un componente único y específico de la red cerebrovascular.
Para Para superar estas limitaciones, el equipo de investigación conjunto de DGIST y Seoul St., Mary’s Hospital de la Universidad Católica desarrolló un microrobot basado en hNTSC alimentado magnéticamente que se puede manipular de forma libre y confiable dentro del cuerpo humano utilizando un campo magnético externo. En la investigación, el equipo desarrolló un microrobot mediante la internalización de nanopartículas de óxido de hierro con alta biocompatibilidad y superparamagnetismo en células madre extraídas de un cornete nasal humano.
El microrobot recientemente desarrollado puede realizar un movimiento de balanceo mediante un campo magnético giratorio controlado externamente. y movimiento de traslación por un gradiente de campo magnético, lo que permite un transporte eficiente en diversos entornos fisiológicos in vivo. Por lo tanto, con la aplicación de un campo magnético externo, el microrobot se puede controlar de forma remota dentro del canal de microfluidos, lo que facilita la entrega rápida y precisa al punto objetivo.
El equipo de investigación verificó además que el microrobot recientemente desarrollado era confiablemente trasplantado al tejido cerebral. En particular, el equipo inyectó el microrobot desarrollado a través del pasaje intranasal que eludió la barrera hematoencefálica de los ratones, por primera vez en el mundo, y movió el microrobot dentro del tejido cerebral usando un campo magnético externo para una entrega precisa al cerebro. corteza, logrando un trasplante exitoso.
Prof. Choi comentó: «Esta investigación supera las limitaciones en la administración de un agente terapéutico en los tejidos cerebrales debido a la barrera hematoencefálica». Añadió: «Abre nuevas posibilidades para el tratamiento de varias enfermedades neurológicas intratables, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y los tumores cerebrales, al permitir la entrega precisa y segura de células madre a través del movimiento de un microrobot basado en hNTSC alimentado magnéticamente. a través de la vía intranasal.
Los resultados se publicaron en Advanced Healthcare Materials el 6 de octubre.
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Superar las enfermedades cardiovasculares con un microrobot de guía magnéticamente orientable Más información: Sungwoong Jeon et al, Un microrobot basado en células madre con energía magnética para la administración mínimamente invasiva de células madre a través de la vía intranasal en el cerebro de un ratón (Adv. Healthcare Mater. 19/2021), Advanced Healthcare Materials (2021). DOI: 10.1002/ adhm.202170089 Información de la revista: Advanced Healthcare Materials
Proporcionado por DGIST Cita: Microrobots para el tratamiento de enfermedades neurológicas mediante administración intranasal nistration (2021, 22 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-microrobots-neurological-diseases-intra-nasal-administration.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.