通过鼻内给药治疗神经系统疾病的微型机器人

DGIST机器人工学教授崔洪秀、DGIST- eth微型机器人研究中心首席研究员金珍荣、天主教大学首尔圣母医院金成元教授的共同研究组，在提高干细胞治疗的疗效和安全性方面取得了突破。

　　

   

   

图片:图片1。DGIST机器人工程学系教授崔洪洙(左)和全圣雄(右)

该团队开发了一种基于磁性动力的人类核移植干细胞(hNTSC)的微型机器人，并开发了一种通过鼻内途径将治疗药物植入大脑的微创方法。他们还通过鼻内通道(绕过血脑屏障)将研发的干细胞微机器人移植到脑组织中。与传统手术方法相比，该方法在疗效和安全性上均有显著优势，有望为今后治疗阿尔茨海默病、帕金森氏病、脑肿瘤等多种疑难神经系统疾病带来新的可能性。

 

干细胞疗法的局限性在于，难以将精确数量的干细胞输送到体内深处的精确定位，因为在那里治疗具有很高的风险。另一个局限性是，由于分娩过程中大量的治疗剂丢失，治疗的有效性和安全性都很低，而治疗的成本很高。特别是，在通过血液将干细胞输送到大脑的过程中，由于脑血管网络特有的“血脑屏障”(blood-brain barrier)，可能会降低细胞输送的效率。

 

为了克服这些局限性，DGIST和天主教大学首尔街玛丽医院的联合研究小组开发了一种基于磁动力hntsc的微型机器人，它可以利用外部磁场在人体内部自由、可靠地操纵。在此次研究中，研究组将具有高生物相容性和超顺磁性的氧化铁纳米颗粒内化到从人鼻甲提取的干细胞中，开发出了微型机器人

 

新开发的微型机器人可以通过外部控制的旋转磁场进行滚动运动，通过磁场梯度进行平移运动，实现在体内各种生理环境下的高效运输。因此，在外加磁场的作用下，微机器人可以在微流体通道内进行远程控制，方便快速准确地到达目标点。

 

研究组进一步验证了新开发的微型机器人移植到脑组织的可靠性。特别是，研究组在世界上首次将开发的微型机器人通过绕过小鼠血脑屏障的鼻内通道注射，利用外部磁场将微型机器人移动到脑组织内，精确地传送到大脑皮层，成功实现了移植。

 

崔教授表示:“此次研究克服了因血脑屏障而无法将治疗剂输送到脑组织的局限性。”他补充说:“它为各种顽固性神经疾病的治疗开辟了新的可能性，如阿尔茨海默病、帕金森氏病和脑肿瘤，通过通过鼻内途径移动基于磁动力hntsc的微型机器人，使干细胞的精确和安全的靶向输送成为可能。