形状变形微型机器人向癌细胞输送药物

化疗成功地治疗了多种癌症，但其副作用会对身体的其他部位造成严重破坏。将药物直接输送到癌细胞可以帮助减少这些令人不快的症状。现在，在一项概念验证研究中，研究人员在ACS Nano 上报告说，制造了鱼形微型机器人，它们被磁铁引导到癌细胞，在那里 pH 值变化会触发它们张开嘴并释放化疗药物。

科学家们之前已经制造出可以操纵微小物体的微型(小于 100 µm)机器人，但大多数机器人无法改变它们的形状来执行复杂的任务，例如释放药物。一些团队制作了 4D 打印物体(3D 打印设备，可根据某些刺激改变形状)，但它们通常只执行简单的动作，并且无法远程控制它们的运动。在向这些设备的生物医学应用迈出的一步中，李佳文、张丽、吴东及其同事希望开发形状变形的微型机器人，可以通过磁铁引导到特定部位进行治疗。由于肿瘤存在于酸性微环境中，研究小组决定让微型机器人改变形状以响应降低的 pH 值。

因此，研究人员使用 pH 响应水凝胶 4D 打印了螃蟹、蝴蝶或鱼形状的微型机器人。通过调整形状某些区域的打印密度，例如蟹爪或蝴蝶翅膀的边缘，该团队编码了 pH 响应形状变形。然后，他们将微型机器人置于氧化铁纳米颗粒的悬浮液中，从而使它们具有磁性。

研究人员在几次测试中展示了微型机器人的各种功能。例如，一个鱼形微型机器人有一个可调节的“嘴”，可以打开和关闭。该团队表明，他们可以引导鱼通过模拟血管到达培养皿特定区域的癌细胞。当他们降低周围溶液的 pH 值时，鱼张开嘴释放一种化疗药物，杀死附近的细胞。虽然这项研究是一个很有希望的证明 研究人员说，从概念上讲，微型机器人需要做得更小才能在实际血管中导航，并且需要确定合适的成像方法来跟踪它们在体内的运动。

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