中科院研發3D 列印磁鐵驅動微型機器人魚在體內遊動釋放藥物

中科院研發3D 列印磁鐵驅動微型機器人魚在體內遊動釋放藥物

【導讀】：

微型機器人因其在微型物體操縱和靶向給藥方面的廣泛應用而引起了廣泛關注。實現更復雜的微/奈米貨物操作（例如封裝和釋放）在生物應用中，非常需要賦予微型機器人以適應動態環境的形狀變形能力。

直接向癌症輸送化療藥物有助於減少副作用，很快這項工作就可以由微型 3D 列印的機器人動物完成。這些微型機器人由磁鐵驅動，只有在遇到腫瘤周圍的酸性環境時才會釋放藥物載荷。

科學家們之前已經制造出可以操縱微小物體的微型（小於 100 m）機器人，但大多數機器人無法改變它們的形狀來執行復雜的任務，例如釋放藥物。一些團隊製作了 4D 列印物體（3D 列印裝置，可根據某些刺激改變形狀），但它們通常只執行簡單的動作，並且無法遠端控制它們的運動。在向這些裝置的生物醫學應用邁出的一步中，李佳文、張麗、吳東及其同事希望開發形狀變形的微型機器人，可以透過磁鐵引導到特定部位進行治療。由於腫瘤存在於酸性微環境中，研究小組決定讓微型機器人改變形狀以響應降低的 pH 值。

新的微型機器人由水凝膠 3D 列印成不同動物的形狀，如魚、螃蟹和蝴蝶，具有可以攜帶顆粒的空隙。該團隊調整了特定區域的列印密度，例如蟹爪的邊緣或魚的嘴巴，以便它們可以根據酸度的變化而開啟或關閉。最後，將微型機器人放入含有氧化鐵奈米顆粒的溶液中，使其具有磁性。該研究發表在

ACS Nano

雜誌上。

一種新的微型機器人魚有一天可以帶著一口藥物遊過身體，遇到癌細胞時會自動吐出

最終的結果是微型機器人可以裝載藥物奈米粒子並使用磁鐵引導到目標位置，在那裡它們會由於 pH 值的變化而自動釋放其有效載荷。

在實驗室測試中，研究人員使用磁鐵引導魚微型機器人穿過模擬血管，朝向一端的癌細胞群。在那個區域，研究小組使溶液稍微偏酸性，魚張開嘴，根據提示吐出藥物，殺死癌細胞。在其他測試中，螃蟹微型機器人可以用爪子夾住藥物奈米顆粒，快速移動到目標位置，然後釋放它們。

如果最近的研究有根據的話，成群的微型機器人很快就會在我們的身體中游泳、滾動、爬行、行走、蠕動和翻筋斗，以更直接地輸送藥物。但新設計似乎特別有前途，這要歸功於它們能夠在需要的地方自動釋放藥物。

只微型機器人螃蟹可以用爪子夾住藥物奈米顆粒，將它們帶到所需的位置並釋放它們。

當然，微型機器人還沒有完全準備好在你的血管中游動。該團隊表示，它們需要變得更小，並且還需要開發一種透過身體對它們進行成像和跟蹤的方法。