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很多科幻電影里都有將微型機器人植入人體,，對人體進行控制或者改造的情節(jié),。如今，這種在科幻電影里才能出現(xiàn)的場景已經(jīng)不是天方夜譚,！2021年10月,，《ACS NANO》最新刊登了來自合肥微尺度物質科學國家研究中心的最新研究成果：Environmentally AdaptiveShape-MorphingMicrorobots for Localized Cancer CellTreatment,。在這一研究中，研究者們利用pH響應水凝膠設計和制作了一種微型結構,。這種微型結構被設計成可愛的魚和螃蟹的形狀,，通過改變環(huán)境的pH可以控制魚鰭的收縮和蟹鉗的閉合，本質上就是pH調控的水凝膠膨脹程度的變化,。另一方面,，通過在水凝膠微型結構修飾磁性材料使其具有了磁感應性能，可以利用磁場來驅動水凝膠微型結構的位置變化,。 
具體來說,，研究者們首先通過一步法4D打印技術制備水凝膠微型魚結構，在pH小于9時,，水凝膠膨脹程度減小,，使魚鰭收縮，在微觀結構上表現(xiàn)為水凝膠空隙由500nm減小為200nm,。類似的,，水凝膠微型螃蟹結構被設計成了蟹鉗的收縮現(xiàn)象。
水凝膠微型魚,、螃蟹結構 之后,，為了使這種微型結構具備磁感應能力，研究者們利用SiO2包被的Fe3O4納米顆粒修飾了水凝膠微型結構,。通過控制pH,，這種水凝膠微型螃蟹結構的蟹鉗可以由2微米張開到14微米。在pH大于9時,，貨物進入張開的蟹鉗中,；調節(jié)pH小于9，蟹鉗夾?。ㄑb載）貨物,，在磁場中移動到目的位置后，調節(jié)pH張開蟹鉗釋放貨物,，就完成了整個過程,。
為了在生理環(huán)境中應用，研究者們設計了以pH7.4為臨界值的水凝膠微型小魚,。微型小魚（嘴）裝載阿霉素（DOX）后加入PBS,，水凝膠發(fā)生膨脹封裝DOX，運動到目的位置后,，調節(jié)pH小于7.4,，水凝膠收縮張開封口釋放DOX，殺死Hela細胞（一種癌細胞）,。這種微型小魚的運動軌跡由外加磁場控制,。與對照相比,，裝載DOX并且順利釋放DOX的微型小魚附近的Hela細胞明顯被殺死（死細胞染色呈紅色）。
磁驅水凝膠微型小魚對DOX的包封,、運載和可控釋放
此外,，研究者們還在人造血管的環(huán)境中驗證了水凝膠微型小魚的功能。使用光刻和PDMS模塑制作人造血管,，并用磁驅微型小魚對局部的HeLa細胞進行處理,。與對照相比，微型小魚局部的DOX濃度隨時間越來越高,，對Hela細胞的殺傷也越來越明顯,。
總結：隨環(huán)境變形的磁驅水凝膠微納米結構（納米機器人）實現(xiàn)了微觀上局部藥物(DOX)包封和可控釋放。不僅如此,，它們還可以改造用以操作或者保護各種分子,，比如容易被破壞的藥物分子和多肽藥物等。因此,，微納米機器人技術在腫瘤治療,、干細胞移植、活體生物傳感等方面有著巨大的研究潛力,。為了方便您繼續(xù)收到我們的文章,，歡迎您將我們設為“星標”，這樣您以后就可以看到我們的消息啦,。參考資料：
[1]https:///10.1021/acsnano.1c06651
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