Sperm Micromotors for Cargo Delivery through Flowing Blood

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Haifeng Xu - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Chemnitz (Autor:in)
  • Mariana Medina-Sánchez - , Mikro- und Nano-Biosysteme (FoG), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Manfred F. Maitz - , Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (Autor:in)
  • Carsten Werner - , Professur für Biofunktionale Polymermaterialien (gB/IPF), Max Bergmann Zentrum für Biomaterialien Dresden (MBZ), Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (Autor:in)
  • Oliver G. Schmidt - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Chemnitz, Technische Universität Dresden (Autor:in)

Abstract

Micromotors are recognized as promising candidates for untethered micromanipulation and targeted cargo delivery in complex biological environments. However, their feasibility in the circulatory system has been limited due to the low thrust force exhibited by many of the reported synthetic micromotors, which is not sufficient to overcome the high flow and complex composition of blood. Here we present a hybrid sperm micromotor that can actively swim against flowing blood (continuous and pulsatile) and perform the function of heparin cargo delivery. In this biohybrid system, the sperm flagellum provides a high propulsion force while the synthetic microstructure serves for magnetic guidance and cargo transport. Moreover, single sperm micromotors can assemble into a train-like carrier after magnetization, allowing the transport of multiple sperm or medical cargoes to the area of interest, serving as potential anticoagulant agents to treat blood clots or other diseases in the circulatory system.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)2982-2993
Seitenumfang12
FachzeitschriftACS nano
Jahrgang14
Ausgabenummer3
PublikationsstatusVeröffentlicht - 24 März 2020
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 32096976
ORCID /0000-0003-0189-3448/work/161890295

Schlagworte

Schlagwörter

  • anticoagulation, bloodstream, cargo delivery, heparin, rheotaxis, sperm micromotors