Science Robotics：微型机器人血中送药

能够逆着血流方向移动的微型载药机器人，有朝一日可能会被用来向癌细胞直接输送化疗药物。

据《新科学家》报道，德国斯图加特马克斯 · 普朗克智能系统研究所的 Metin Setti 及其同事开发出了一种名为 “微滚筒” 的微型机器人，可以携带抗癌药物，并选择性地瞄准人类乳腺癌细胞。

研究小组从人体内的白细胞中获得了设计机器人的灵感，这些白细胞可以逆着血液流动的方向沿着血管壁移动。

“微滚筒” 是球形的，由玻璃微粒制成。机器人的一半覆盖着一层由镍和金制成的磁性纳米薄膜，另一半则包裹着抗癌药物阿霉素和识别癌细胞的分子。

研究小组在一个模拟实验中对机器人进行了测试。研究人员使用了小鼠血液和人造血管通道，这些通道内衬着排列在人体血管内壁上的内皮细胞。

机器人暴露在癌组织和健康组织的混合物中。“微滚筒” 选择性地附着在癌细胞上，并被紫外线激活以释放阿霉素。

通过施加磁场，无论有无血流，研究小组都能够控制 “微滚筒” 的运动——其速度可达每秒 600 微米。

Setti 说：“如果‘微滚筒’在血管系统中错过了一个路口，那么它还可以返回到正确的路径上。”

研究小组测试了直径分别为 3 微米和 7.8 微米的机器人。相比之下，人类红细胞的直径约为 8 微米。

科学家在日前出版的美国《科学—机器人》上报告了这一研究成果。

未来，研究人员希望使用其他方法触发药物释放，例如加热或近红外光。他们还计划尝试用生物可降解材料制造 “微滚筒”，这种材料会在几周或几个月内在体内分解。

研究小组希望很快能在动物身上测试这种 “微滚筒”。“‘微滚筒’需要携带足够的抗癌药物，这就是为什么我们需要大量使用它们。”Setti 说，“但由于我们可以将药物输送到正确的目标，并将其到那里释放，因此我们不需要很大的剂量。”

原始出处：

Yunus Alapan， et al. Multifunctional surface microrollers for targeted cargo delivery in physiological blood flow. Science Robotics， 20 May 2020：Vol. 5， Issue 42， eaba5726. DOI： 10.1126/scirobotics.aba5726