日本早稻田大学2021年9月10日宣布，开发了用导电性高分子包膜的金属纳米管片，发现了通电会促进物质输送3倍以上的电渗流泵现象。 确认了利用这一现象的细胞用电动纳米注射器“复合纳米管电渗流泵”可以安全有效地导入基因和蛋白质。 这是与物理化学研究所共同研究的成果。

 

研究小组迄今为止，开发了排列有纳米管的薄膜(薄片)，并开发了将薄膜插入细胞中传递物质的纳米注射器。 这次，对该纳米注射器进行了改进，将导电性高分子复膜在金属制纳米管上。 由此，只有在施加正电压时离子才会流动，从而能够向一个方向控制离子的流动。

 

日本开发细胞治疗的细胞内导入设备，使高分子高效传递到细胞内

另外，向细胞插入复合纳米管时采用了印章系统。 用HeLa细胞确认存活率时，传统的金属纳米管在30分钟后只生存1%的细胞，但复合纳米管显示出约95%以上的高存活率。

 

在将可卡因低分子、GFP蛋白质、DNA质粒导入细胞的实验中，均通过外加±50mV促进了导入效率。 可卡因低分子导入效率为99%，细胞存活率为96.8%，GFP蛋白质导入效率为84%，细胞存活率为98.5%。 在DNA质粒中，转染率约为10%。

 

细胞治疗是在体外加工、培养、评价细胞后，向人类等移植功能性细胞治疗疾病。 研究小组在再生细胞治疗市场致力于细胞加工和设计的技术开发，但是向细胞内导入外源性物质的传统方法在导入效率、细胞存活率、效率性等方面存在问题。

 

这次，通过开发复合纳米管电渗流泵，使蛋白质和抗体等高分子有效地到达细胞内成为了可能。 除了可以安全且高效地导入物质之外，无论导入物质的大小和形状，因此有望应用于再生医疗和细胞医疗。