據New Atlas報道，納米醫學領域正在迅速發展，近年來開闢了各種令人興奮的可能性，科學家們展示了如何利用微小的顆粒來輸送藥物、抗擊炎症和預防心臟病發作等。一項新研究證明了它們如何能夠被用作細胞內的一種“機械”藥物，以損害其功能並導致其消亡，這可以被用來針對癌細胞，同時使健康細胞不受傷害。
這一發現是西班牙國家研究委員會的科學家們的傑作，他們着手更好地了解機械線索能夠決定單個細胞的命運。賦予細胞形狀和結構的細胞骨架與膜結合形成了一個機械系統，當受到物理力量時，它可以改變細胞的功能。
某些治療方法，如化療藥物紫杉醇，被設計為針對和改變這種機械功能，並驅動細胞死亡。當涉及到支配某些細胞的功能時，對這些微妙系統的更好理解可能會開闢更多的可能性，並導致從內部摧毀癌細胞的有針對性和高度有效的療法。
為了探索這些可能性，研究人員設計了一種硅納米芯片，以便在一種叫做有絲分裂的細胞分裂過程中破壞細胞力學的穩定性。
項目協調員José Antonio Plaza解釋說：“這些設備可以在微米和納米的尺度上對其形狀和尺寸進行高度控制。具體來說，製造的設備是星形的，直徑為22微米，厚度為50至500納米。它們由硅製成，其星形的幾何形狀類似於納米纖維的網狀結構。”
在實驗室中研究宮頸癌細胞時，科學家們將它們與星形芯片一起“孵化”，發現它們以很高的速度被納入細胞，”通常是通過抓住星形的近端臂”。大約90%的內化設備的細胞顯示出細胞周期改變的特徵，大約一半的細胞分裂發生延遲或受阻。該團隊在他們的論文中寫道：“這表明細胞死亡是星形裝置內化的直接後果，更經常的是隨後的MACC（機械性改變的細胞周期）。”
“通過機械障礙物阻止細胞分裂或減慢其速度可以導致細胞死亡，並可能成為未來醫療的關鍵，”研究作者Teresa Suárez說。“我們的研究表明，這些工具可以成為研究不同疾病（如癌症）的一個創新起點。”
通過對不同厚度、形狀、尺寸和硬度的芯片進行實驗，該團隊還能夠展示設計的調整如何帶來不同的結果。例如，形狀為較大圓盤的芯片不那麼容易被細胞吸收，但當它們進入細胞時，會深刻地改變細胞周期並誘發高比例細胞的死亡。通過這種方式，這些微小的芯片不僅可以作為對抗癌症和疾病的潛在“武器”，而且可以作為研究細胞力學的新平台。
研究作者María Isabel Arjona補充說：“製造數百萬個尺寸和形狀嚴格精確的硅芯片的能力將允許設計新的工具，促進從創新的角度探索細胞力學，以及促進對細胞內過程的認識。”
這項研究發表在《先進材料》雜誌上。