[所屬分類(lèi):行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2024-12-27] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

超聲指揮細(xì)菌—細(xì)胞生物機(jī)器人，助力藥物遞送
作者：刁雯蕙      來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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微納生物機(jī)器人具有行為精準(zhǔn)可控、功能多樣性及優(yōu)異的生物相容性等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療和復(fù)雜生物任務(wù)的理想工具。然而，如何有效地控制微納生物機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和功能仍是領(lǐng)域內(nèi)研究的難點(diǎn)。
超聲在深層生物組織中具有良好的穿透性，能夠?qū)崿F(xiàn)非侵入式、遠(yuǎn)程精確操控，對(duì)生物體安全性高，在微納生物機(jī)器人領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。
12月21日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員蔡林濤團(tuán)隊(duì)和馬騰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在《生物技術(shù)趨勢(shì)》上發(fā)表最新成果。研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了一種具有自主缺氧感知和超聲響應(yīng)功能的細(xì)菌-細(xì)胞生物機(jī)器人（PR-robot），通過(guò)缺氧靶向聯(lián)合超聲操控，實(shí)現(xiàn)腫瘤深層滲透和生成腫瘤特異性血栓，最終實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)治療。
據(jù)介紹，該生物機(jī)器人具有較長(zhǎng)的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，可自主靶向腫瘤區(qū)域，提高了腫瘤特異性富集效率。同時(shí)，紅細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了PR-robot的聲阻抗，使PR-robot能夠以生物集群方式被超聲鑷精確控制和驅(qū)動(dòng)，甚至穿越生物屏障、深度滲透到腫瘤組織內(nèi)部，生物群的涌入誘導(dǎo)腫瘤特異性血栓的形成，協(xié)同光合細(xì)菌增強(qiáng)光熱抗腫瘤效果。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證生物群的超聲可控性和深度滲透的有效性以及生物安全性。研究顯示，超聲鑷能夠抓取PR-robots形成生物群集，同時(shí)還能精準(zhǔn)操控生物群沿著既定路線(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)，甚至在逆流中前進(jìn)。而生物群可在超聲操控下，能夠有序穿越屏障，實(shí)現(xiàn)深度滲透。
在小鼠體內(nèi)研究中，PR-robots被尾靜脈注射后，能夠利用細(xì)菌的缺氧感知能力和紅細(xì)胞的保護(hù)作用，高效靶向到腫瘤區(qū)域，研究人員通過(guò)超聲鎳捕獲這些PR-robots，并驅(qū)動(dòng)生物群向腫瘤組織內(nèi)部滲透，隨著PR-robots的涌入，腫瘤組織內(nèi)部形成大量腫瘤特異性血栓，可協(xié)同增強(qiáng)光熱治療效果。
該微型生物機(jī)器人的開(kāi)發(fā)為基于超聲驅(qū)動(dòng)控制的藥物深層遞送，以及相關(guān)疾病的治療提供了全新的技術(shù)手段和設(shè)計(jì)理念。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2024.11.018
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