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模块化人造血红细胞如超级微观战士

2020年6月18日7:54 环球解密

    把生物材料和人造聚合物结合,一个国际研究组开发了一种如“超级战士”一般的人造血红细胞,除了具有血红细胞的基本功能,还可以装入治疗癌细胞的药物递送到体内、携带生物感应器,还可以带上微型磁铁供外界操控它们在体内的移动。

    研究者认为,如果要选一种人体内的细胞“重新编程”制成超能细胞,血红细胞是首选。它是人体细胞中为数不多的没有细胞核的细胞之一,结构也相对简单。再者,人们经常需要用到输血,对血红细胞需求很大。

    科学家已经在开发好几种合成的血红细胞。很多都依赖于从人类或动物供体中清除例如血红蛋白这样的关键物质,并将其重新包装成良性颗粒,降低触发免疫反应。

    还有的挑战尺度更大一些,比如造出声能粒子,携带高活性氧毒物,让它们通过血管杀死癌组织。

    这份近期发表在《美国化学协会-纳米》(ACS Nano)期刊上研究,尝试造出一种模块化重构血红细胞,模拟所有天然血红细胞的特性,并具有额外功能。

    这些模拟细胞得有合适的大小、形状,有韧性可以通过体内最细的血管,还得长时间保持可用,并携带适当的氧量。

    研究人员还设计了微小的模块单元,可以拆卸组装和交换,用于控制使其具有不同的特性,比如可以递送药物或能够朝特定方向游动等功能。

    研究人员先将捐献的血细胞包上一层二氧化硅,接着刷上一层带不同电荷的聚合物。把二氧化硅和细胞内的物质去掉后,再用一层血红细胞表皮裹在聚合物的外面,得到一个双凹面的空壳,里面可以装上任何所需的生化物。

    在实验室环境和动物体内的一系列实验显示,这些人造血红细胞达到预期的功能。注入小鼠体内四周后,没有不良反应。

    当然,离真正临床治疗的用途除了还有很多工作要做,还得让生产过程规模化。但由于这个领域研究数量之多,看起来不久就会看到更多的应用。

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