體內「游泳健將」 攜帶奈米顆粒的微型機器人

編譯/高晟鈞

加州大學聖地牙哥分校的工程師開發出了一能在肺部「游泳」的微型機器人,可以游過肺部將抗癌藥物直接輸送至轉移性腫瘤,成功抑制了肺部轉移性腫瘤的生長與擴散,提高了小鼠的存活率。

這位游泳機器人其實是一綠藻類細胞「萊茵衣藻」,是被美國FDA認證可以安全使用的生物材料。(圖/截取自UCSD官網)

生物學與奈米技術的巧妙結合

雖然說是機器人,但這位游泳機器人其實是一綠藻類細胞「萊茵衣藻」,是被美國FDA認證可以安全使用的生物材料。透過將裝載著藥物的奈米顆粒附著在綠藻細胞的表面,綠藻的兩根鞭毛可以為其提供動力,就像真的在「游泳」似的,使奈米顆粒可以有效地在肺部游動,並在肺部釋放藥物。

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這些奈米粒子則是由微小、可生物降解的聚合物球製成,裝載著化療藥物「阿黴素」。此外,奈米粒子外部也塗有一層紅血球膜,除了保護奈米顆粒免受免疫系統的侵害(引起免疫反應),也幫助它們能夠在肺部停留足夠長的時間,以發揮抗腫瘤的作用。

改善藥物分布及延長停留時間

在目前的研究中,患有轉移到肺部的黑色素瘤的小鼠接受了微型機器人的治療,透過插入氣管的小管將其注射到肺部。接受治療的小鼠的中位存活時間為37天,比未治療、接受單獨藥物或不含藻類的藥物填充奈米顆粒的小鼠27天的中位生存時間,延長了不少。

微型機器人的游泳能力,顯著改善了藥物在肺部深層組織的分布,同時延長了停留的時間。這使得研究員能夠減少所需的藥物劑量,減少副作用同時維持一定的藥效。

展望未來,團隊正致力於將這種微型機器人治療推向大型動物試驗,並爭取進行人體臨床試驗。

資料來源:Innovations

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