天津大學精密儀器學院在靶向藥物導入方面取得進展

  通過為細胞“做手術”的科學方法，為傳統(tǒng)靶向藥物導入技術創(chuàng)造新技術。近日，天津大學精儀學院微技術團隊在這一領域取得了開拓性成果。
　　
　近日，天津大學精儀學院微技術團隊在細胞靶向藥物導入方向取得重要突破，在國際上首次提出“應用微機電系統(tǒng)（MEMS）薄膜諧振器激發(fā)‘特高超聲波（千兆赫茲）’進行靶向細胞藥物導入”的新技術。他們通過為細胞“做手術”，實現(xiàn)了多種分子對細胞的精準導入，為傳統(tǒng)的靶向藥物導入技術提供了一種全新的方法，拓展了微機電系統(tǒng)技術在生命科學中的應用。相關研究成果于近日在線發(fā)表于微納技術領域國際權(quán)威學術刊物《Small》上。 

  將目標藥物分子、治療基因和蛋白等外源分子精準高效地導入細胞內(nèi)部是現(xiàn)代精準醫(yī)療和細胞分子生物學研究中的重要技術。傳統(tǒng)的細胞導入依賴化學藥物或者電學刺激，比如我們熟知的“化療”，這樣不僅無法進行選擇性藥物導入，使用中還會引起“細胞免疫應答”，破壞健康細胞，產(chǎn)生較大的副作用。而微納器件具備體積小、功耗低等優(yōu)點，可植入體內(nèi)實現(xiàn)選擇性細胞藥物導入，使用微納技術實現(xiàn)單細胞藥物導入已成為現(xiàn)代分子生物學研究的熱點。

 微機電系統(tǒng)（MEMS）是指尺寸在 0.5~500 微米的可動元件構(gòu)成的微機電系統(tǒng)。天津大學微技術團隊在教授龐慰、段學欣和副教授王艷艷等團隊成員的共同努力下，開展了大量微機電諧振器、傳感器與執(zhí)行器研究并向生命科學等領域延伸，取得了一批具備自主知識產(chǎn)權(quán)的高水平科研成果。
 據(jù)悉，該項新技術是研究團隊通過諧振器激勵產(chǎn)生“特高超聲波”，利用“特高超聲波”的振動高效穩(wěn)定地在細胞膜上形成小孔，誘導外源物質(zhì)如靶向藥物或基因分子進入細胞。特高超聲波對細胞膜的振動壓力約是一般超聲波的 60 倍，能夠更加均勻地使細胞膜受力，從而實現(xiàn)外源物質(zhì)精準地導入細胞及細胞核，且本身對細胞無毒副作用。
 該研究團隊利用數(shù)學和物理模型對高頻體聲波在液體中對細胞的作用進行了理論仿真，揭示其導致細胞膜結(jié)構(gòu)改變的物理機理，并在實驗室中針對不同濃度、不同尺寸、不同類別的外源物質(zhì)開展了細胞導入實驗，結(jié)果證實該系統(tǒng)效率高、功耗低、多樣化，導入位置可控，并可實現(xiàn)多靶點、定向化、單細胞的藥物導入，具有傳統(tǒng)藥物導入技術不可比擬的優(yōu)點。
 編輯點評
 天津大學精儀學院微技術團隊國際上首次提出“應用微機電系統(tǒng)（MEMS）薄膜諧振器激發(fā)‘特高超聲波（千兆赫茲）’進行靶向細胞藥物導入”的新技術，近為我國細胞靶向藥物導入指明新方向。