

在體內(nèi)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的天然納米結(jié)構(gòu)在分子水平上動態(tài)相互作用。生物材料的遠(yuǎn)程和主動控制為調(diào)節(jié)和理解活細(xì)胞中的生物分子和納米結(jié)構(gòu)材料之間的動態(tài)互動提供了獨(dú)特的機(jī)會。這些互動被廣泛用于調(diào)節(jié)各種細(xì)胞過程中,如細(xì)胞信號傳導(dǎo)、粘附、脫離、機(jī)械力信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、分化、極化,以及凋亡。值得注意的是,在材料設(shè)計時,納米結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程可控性可與不同技術(shù)相結(jié)合,賦予其對雙重刺激的響應(yīng)能力,通過利用磁場、光和超聲波刺激,實(shí)現(xiàn)磁共振(MR)、光致發(fā)光和超聲成像。

來自高麗大學(xué)材料科學(xué)與工程系的Heemin Kang課題組綜述討論了近年來納米工程技術(shù)在遠(yuǎn)程設(shè)計和可控材料方面的新進(jìn)展,這些材料使動態(tài)納米生物醫(yī)學(xué)工程在分子水平上應(yīng)用成為可能。文章發(fā)表在VIEW上(DOI:10.1002/VIW.20200029)
筆者重點(diǎn)關(guān)注了磁場、光、原位自組裝材料和超聲波等遠(yuǎn)程主動刺激在體外和體內(nèi)環(huán)境中調(diào)節(jié)細(xì)胞與材料的動態(tài)互動的作用。遠(yuǎn)程主動控制可以在任何規(guī)定的時間點(diǎn)以一定程度的可逆性針對特定目標(biāo)進(jìn)行研究。該能力可用于遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)細(xì)胞的信號傳導(dǎo)、粘附、分化和極化,細(xì)胞、藥物和基因的傳遞,以及原位自組裝, 并可被廣泛應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué),免疫治療,癌癥治療,生物催化以及動態(tài)納米細(xì)胞-材料相互作用的機(jī)理研究中。除此之外,筆者指出了當(dāng)前設(shè)計遠(yuǎn)程可控納米材料存在的挑戰(zhàn),如再生性、組織穿透能力、非侵入性手術(shù)、空間定位和時間變化等。盡管遠(yuǎn)程和主動可控的納米生物材料尚處于發(fā)展的萌芽階段,筆者認(rèn)為其具備發(fā)展成多響應(yīng)、可逆和經(jīng)濟(jì)高效的三維系統(tǒng)的可能性,在細(xì)胞、組織和器官層面安全便利地進(jìn)行長期監(jiān)控調(diào)整,以滿足臨床患者的按需定制治療。
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https://doi.org/10.1002/VIW.20200029

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