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遥控药物释放的微型容器 - China Medical Device Manufacturer
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Wed, January 17th, 2018

2006年7/8月刊 » 技术新知
遥控药物释放的微型容器

图A是一组微容器的电子显微镜扫描照片。图B到图D展示的是该微容器制作过程。每个立方体都由6个平面正方形组成(图B),然后采用低温焊接工艺加以连接(图C),最后制作成为立方体(图D)(点击放大)。

你能想像有一种技术,只须揿动按钮,就能在体内释放药物吗?一个几纳米大小的立方体金属容器有可能实现这种技术,成为理想的微创药物释放方式。

美国约翰霍普金斯大学(巴尔的摩; www.jhu.edu)的研究人员已开发出一种微小容器,作为药物释放、细胞胶囊和基因疗法的新型平台。医生可以在病变或受伤部位植入该容器,用于疾病治疗,同时还可使用核磁共振成像(MRI)设备进行追踪。如果在该容器中集成电子仪器,就能进行遥控,使之成为体内生物传感器。

该研究小组当前的目标是,将该项技术应用于细胞胶囊疗法以及药物遥控释放。该大学的化学和生物分子工程系助理教授David Gracias博士表示,目前的细胞胶囊疗法一般采用水凝胶或海绵塑料,可能会因为生物降解,而使封装细胞直接暴露于外在环境。与此相比,金属容器在物理和化学属性上更加稳定。细胞胶囊疗法可用于多种疾病治疗,比如释放多巴胺或是治疗帕金森病。

该项技术最具价值的特点是金属微型容器。由于金属具有出色的电子特性,可与电磁场互相作用,Garcias博士希望藉此遥控容器释放药物。

该金属容器由研究人员自行制造,透过薄膜沉积、光刻以及电沉积技术,制成6个正方形金属片,低温焊接后,各边出现铰链状边缘,加热后边缘处开始熔化,利用其表面张力将金属片折叠成立方体形,待冷却之后,形状即可固定。

项目负责人David Gracias教授和博士生Timothy Leong在洁净室制作微型容器。

Gracias博士说:该工艺适用微电子加工,以后可望与电子元件结合。 该项技术能以相对低廉的成本实现容器量产。

另外,容器由镍、铜和金构成,可以使用核磁共振成像追踪。容器框架可采用其中任一金属制造,最后还要整体镀金。如果采用其它金属,有可能导致人体产生金属中毒反应。

容器的孔径可以调整,以控制药物扩散与人体免疫反应。目前孔径大小还停留在微米级,研究人员正在研究如何将其缩小至纳米级。Gracias博士解释说:其中一个主要问题是,如何让容器孔径极小而又不泄漏。最终目标是让孔径小到连细胞激素和免疫细胞也无法进入。如果研究人员实现这一目标,能够自由进出容器和外界环境的就只有药物分子、氧气、水等营养素。

美国国家卫生研究院为此项研究提供资金,有关该技术的更多信息,请参阅《Biomedical Microdevices》生物医学微器械杂志2005年12月刊。

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