最近，IFW德累斯顿和开姆尼斯工业大学的研究人员3D打印了一个可引导精子去治疗癌症的微管。精子天然能在女性生殖系统中存活，因此负载有药物的精子细胞为妇科癌症提供了一种直观的治疗。仅在美国，每年就会有超过10万名的妇女受到妇科癌症的影响。
据世卫组织估计，仅在2012年，全世界就有266,000名妇女死于宫颈癌。妇科癌症以及子宫内膜异位症和盆腔炎等其他病症尤其难以用药物治疗，这是因为阴道的子宫颈、子宫和输卵管的环境特征。不幸的是，能够适应这些棘手的环境而不被损坏或造成进一步的本身损害的传送系统尚未被发现。微小的可溶性气泡和生物工程细菌都被测试为关键的抗癌药物的载体，但是它们已经提出了难以克服的特定困难，例如稀释、免疫应答和从身体的酶分解。
综合纳米科学研究所的研究人员与开姆尼茨技术大学的一个团队合作，现在正在试用运营商的抗癌药物，而精子细胞似乎非常适合导航这种环境。该研究使用牛精子细胞和一种称为多柔比星的化疗药物进行，由于3D打印技术的先进形式，精子针对癌症区域的药物最终释放成为可能。这种技术被称为纳米光刻技术，该技术允许以非常小的规模在纳米级上生产复杂的聚合物结构。由四个臂组成的3D打印微管适合于精子。然后用一层铁和一层钛覆盖，完成“微电机”制作。
受控药物传送的理想工具
除了在子宫内的天然生存能力外，精子的自我推进和刺穿细胞膜的能力可将药物递送到癌细胞的中心，在那里药物能发挥最大效用。另外，精子的“桨状”外形使其具有较高的负载量。
3D打印智能精子设备
通过纳米级的3D打印（3D纳米光刻），研究人员用精子细胞开发了一种智能装备。该装备一接触到另一个实质结构就立即释放精子，从而控制和最大限度地发挥精子细胞的天然特性。它有四个外曲的臂以接触另一个细胞壁，从而让精子自由游出并进入癌细胞。
在引入外曲臂之前，精子被浸泡在一种专治妇科癌症的阿霉素药物中。外曲臂是用Nanoscribe公司的光反应IP浸渍材料制成的，随后被涂上铁，以使其具有磁性。
四足精子与不死的HeLa宫颈癌细胞一起被引入一个微流控装置，以研究细胞之间的接触效应。结果显示“超过2/3（22个中的15个）的耦合电机成功地释放了精子细胞。” 要在活体上测试这些方法仍需要客服一些挑战，但结论表明“在不久的将来，精子混合系统可能被用于原位癌的诊断和治疗。”
微电机的金属涂层允许使用磁场将精子引导到生殖系统中的受影响区域。当达到目标细胞时，使微管的手臂伸展，释放剂量。初步测试证明是成功的，尽管在技术方面还需要去完善，但迄今为止，该技术仅在实验室的培养皿中进行了测试。
在arXiv.org上发表的研究结论是积极的，并指出了可以做出的改进：“尽管在体内环境（例如成像、生物降解）之前，仍然有一些挑战要克服，如多次精子携带和分娩以及精子释放的改善控制，精子混合系统可能被设想在不久的将来应用于原位癌症诊断和治疗。
这项研究是非常兴奋，因为这让我们看到了3D打印在医学研究中的重要作用。因为此技术的存在，医生可以挽救更多的人的生命。
来源：天工社
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