研究人員開發(fā)了可注射注射器 可自我膨脹和超整合的磁性納米片

作為用于診斷，治療和再生醫(yī)學(xué)的微創(chuàng)植入物，可注射注射器的生物材料，醫(yī)療設(shè)備和工程組織引起了極大的關(guān)注。

獨(dú)立的聚合物超薄膜，通常稱為聚合物納米片，由于其柔韌性和順應(yīng)性，是可注射注射器的生物醫(yī)學(xué)裝置的常用平臺(tái)之一。

這些納米片的厚度小于1微米，比一束頭發(fā)(頭發(fā)通常約100微米寬)還薄。它們是通過針頭注射給藥的有前途的平臺(tái)。

盡管最近在使用聚乳酸(PLA)和聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)的納米片技術(shù)方面取得了進(jìn)展，但聚合物納米片仍需克服數(shù)個(gè)技術(shù)難題才能用作有效的可注射平臺(tái)：即，限制可通過納米注射的納米片的尺寸醫(yī)用針，次優(yōu)的機(jī)械堅(jiān)固性(例如，注射過程中的撕裂)以及注射后形狀恢復(fù)和運(yùn)動(dòng)控制的有限控制。

為了克服這些限制，新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)(SUTD)的數(shù)字制造與設(shè)計(jì)(DManD)中心的研究人員開發(fā)了使用基于聚氨酯的形狀記憶聚合物(SMP)和磁性納米顆粒(MNP)的納米片，以展示出前所未有的功能處理納米片。SMP具有兩個(gè)獨(dú)特的機(jī)械特性-溫度變化引起的楊氏模量的大變化，以及形狀記憶效應(yīng)(SME)來恢復(fù)記憶的形狀。

此外，研究人員證明，可以使用MNP使制成的SMP納米片具有磁性，從而利用外部磁場進(jìn)行非接觸運(yùn)動(dòng)控制。具體而言，通過使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為25°C 的710 nm厚納米片，證明了以下四種功能：通過醫(yī)用針頭的注射器可注射性，噴射后的自膨脹性，在生物表面上的適形性和可移動(dòng)性，以及在外部磁場中具有引導(dǎo)性。這些功能使體內(nèi)實(shí)際應(yīng)用成為可注射注射器的平臺(tái)。

作為附加的優(yōu)點(diǎn)，模量隨溫度的變化提供了獨(dú)特的能力來控制MNP-SMP納米片在生物表面上的粘附和去除。使用具有恒定模量的常規(guī)納米片將難以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，并且先前沒有證明過。

研究人員設(shè)想將分子藥物或細(xì)胞構(gòu)建物通過注射器注射傳遞到內(nèi)部器官中，研究人員在MNP-SMP納米片上增加了PLGA的另一層，這是眾所周知的用于藥物傳遞的生物材料，以擴(kuò)展作為載體的功能分子和細(xì)胞藥物。可以做到這一點(diǎn)，而不會(huì)損害所演示的功能。SMP和MNP為包含PLGA附加層的納米片提供了相同的功能，這表明已開發(fā)的納米片在藥物和細(xì)胞遞送方面具有巨大的潛力。

SUTD的Kento Yamagishi博士說：“通過整合新興的印刷技術(shù)，例如噴墨印刷，3-D印刷和生物印刷，可以在表面上裝載或印刷藥物，細(xì)胞和電路，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)MNP-SMP納米片的功能化。該論文的主要作者。

首席研究員，Michinao助理教授補(bǔ)充說：“ MNP-SMP納米片將有助于開發(fā)先進(jìn)的可注射注射器的醫(yī)療設(shè)備，將其作為將藥物和細(xì)胞輸送到體內(nèi)特定部位或病變的平臺(tái)，以進(jìn)行微創(chuàng)診斷和治療。” SUTD的Hashimoto。