新南威尔士大学拉克伦·吉尔伯特 一位艺术家描绘的“微型潜艇”通过红血球中的毛细血管运送医疗物资
信用:UNSW UNSW的工程师们已经证明，由纳米马达驱动的微型潜艇可以在人体内导航，为患病的器官提供靶向药物输送，而不需要外部刺激
UNSW悉尼化学和生物医学工程师证明，人体癌症有朝一日可能会通过微型自推进“微型潜艇”向受影响的器官输送药物来治疗
在《今日材料》发表的一篇论文中，工程师们解释了他们是如何开发出利用生物环境来调节浮力的微米级潜艇，使它们能够将药物运送到身体的特定位置
对应作者Dr
UNSW生物医学工程学院和化学工程学院的康亮说，这些知识可以用来设计下一代“微型马达”或纳米药物输送工具，通过应用新的驱动力来达到体内的特定目标
“我们已经知道，微型马达使用不同的外部驱动力——如光、热或磁场——来主动导航到特定的位置，”博士说
梁说
“在这项研究中，我们设计了不再依赖外部操纵来导航到特定位置的微型马达
相反，它们利用生物环境的变化来自动导航
" 这些微小颗粒的独特之处在于，它们能对生物酸碱度环境的变化做出反应，从而自我调节浮力
就像潜水艇使用氧气或水来淹没压舱点以使它们或多或少地具有浮力一样，由于人体细胞中的酸碱度条件，微型马达释放或保留的气泡会导致这些纳米粒子向上或向下移动
这不仅对医学应用，而且对微型电机都很重要
“大多数微型马达都是以二维方式运行的，”博士说
梁说
“但在这项工作中，我们设计了一个垂直方向的机制
我们将这两个概念结合起来，提出了一种能够以三维方式运动的自主微型马达的设计
这将使它们在未来最终成为智能药物输送工具
" 医生
梁举例说明了口服药物治疗胃癌或肠癌的一种可能情况
为了给出规模的概念，他说每个药物胶囊可以包含数百万个微型潜艇，并且在每个微型潜艇内会有数百万个药物分子
“想象一下，你吞下一粒胶囊，瞄准胃肠道中的一种癌症，”他说
“一旦进入胃肠液，携带药物的微型潜艇就可以被释放出来
在流体中，它们可以根据患者的方位移动到上部或底部区域
“然后，载有药物的颗粒可以被癌症部位的细胞内化
一旦进入细胞，它们将被降解，导致药物释放，以非常有针对性和有效的方式对抗癌症
" 为了让微型潜艇找到它们的目标，病人需要以这样一种方式被定向，即被治疗的癌症或疾病要么是向上的，要么是向下的——换句话说，病人要么是直立的，要么是躺着的
医生
梁说，所谓的微型潜艇本质上是基于复合金属有机框架(MOF)的微型发动机系统，包含一种生物活性酶(过氧化氢酶，CAT)，作为产生气泡的引擎
他强调，他和他的同事们的研究正处于概念验证阶段，在这成为现实之前，需要完成多年的测试
医生
梁表示，由、昆士兰大学、斯坦福大学和剑桥大学的工程师组成的研究团队，也将在医疗应用之外寻找这些新型多向纳米马达
“我们计划将这一新发现应用于其他类型的纳米粒子，以证明这项技术的多功能性，”他说
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