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生物杂化微型机器人的靶向递送

生物杂化微型机器人是指利用生物细胞或微生物作为动力源或功能元件的微米或纳米尺度的人工机器人,可以在生物体内或体外实现特定的功能,如检测、成像、递送、诊断、治疗等。这些机器人可以利用生物细胞或微生物的自主运动能力、感知能力和适应能力,实现对生物体内的特定目标的靶向递送。这些机器人具有高效、精准、安全等优点,可以用于抗肿瘤治疗领域的多种应用。

生物杂化微型机器人的靶向递送的案例:

基于大肠杆菌 (E. coli) 的生物杂化微型机器人,可以实现在活体内的磁控运动和靶向递送。将 E. coli 细胞表面修饰为具有 pH 响应性和肿瘤靶向性的纳米载体,并将抗癌药物或免疫刺激剂装载在其内部,形成生物杂化微型机器人。这种机器人可以通过口服的方式进入肠道,并在肿瘤微环境中受到低 pH 的刺激而释放出药物或免疫刺激剂,实现对肿瘤细胞的化学杀伤或免疫激活。

基于精子细胞 (sperm cell) 的生物杂化微型机器人,可以实现在活体内的光控运动和靶向递送。将精子细胞包裹在具有光敏性和药物载荷能力的聚合物层中,形成生物杂化微型机器人。这种机器人可以通过外部激光来控制其运动方向和速度,并在到达目标位置后释放出药物,实现对宫颈癌细胞的治疗。

基于红细胞 (erythrocyte) 的生物杂化微型机器人,可以实现在活体内的声波控运动和靶向递送。将红细胞表面修饰为具有声波响应性和肿瘤靶向性的纳米载体,并将抗癌药物装载在其内部,形成生物杂化微型机器人。这种机器人可以通过外部超声波来控制其运动方向和速度,并在到达目标位置后释放出药物,实现对肝癌细胞的治疗。

 


参考文献:

[1]Li, S., He, Q., Wang, G. et al. Oral delivery of bacteria for cancer therapy and immunization. Adv Mater 33, e2005116 (2021). https://doi.org/10.1002/adma.202005116

[2]Li, S., He, Q., Wang, G. et al. Oral delivery of tumor-targeting bacteria for combined therapy of cancer and bacterial infection. Nat Commun 11, 5567 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19370-7

[3]Xu, H., Medina-Sánchez, M., Magdanz, V. et al. Sperm-hybrid micromotor for targeted drug delivery. ACS Nano 12, 327337 (2018). https://doi.org/10.1021/acsnano.7b06398

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