甲基丙烯酸明胶(GelMA)可在生物环境中分解,且具有较低细胞毒性及较好的光固化性能,因此GelMA可用于生物医学工程,包括微型机器人的生产。此外,GelMA结构可以被巨噬细胞、单核细胞、滑膜细胞和上皮细胞分泌的胶原酶选择性酶促降解。最近报道了通过双光子聚合(Two-photon polymerization,TPP)制造的基于GelMA的微型机器人。虽然TPP可用于相对较快地制造纳米级复杂的3D结构,但用于细胞运输的微型机器人需要微米级结构来输送超过10 µm的细胞,但要批量生产这些微型机器人仍需要较长时间;此外,TPP工艺还受到分散在光固化树脂中的磁性纳米粒子(Magnetic nanoparticles,MNP)浓度的影响:MNP浓度高时,影响光固化树脂聚合,无法大规模生产3D结构;MNP浓度低时,微型机器人无法被外部磁场有效操作。 2022年6月23日,韩国大邱庆北科学技术大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员在Small发表题为“A Biodegradable Magnetic Microrobot Based on Gelatin Methacrylate
for Precise Delivery of Stem Cells with Mass Production Capability”的研究成果(图1)[1]。研究结果表明可生物降解的GelMA微型机器人可装载干细胞,并可由外部磁场控制移动到目标位置,且被运输到靶向位置的干细胞可增殖分化为目的细胞类型。
参考资料:[1]Noh S, Jeon S, Kim E, et al. A Biodegradable Magnetic Microrobot Based on Gelatin Methacrylate for Precise Delivery of Stem Cells with Mass Production Capability. Small. 2022 Jun;18(25):e2107888. doi: 10.1002/smll.202107888. Epub 2022 May 23. PMID: 35607749.