細胞療法,指將特定細胞作為活性試劑注入體內以替代受損組織、調節生物功能和抵御疾病,是一種極具前景的新型治療策略,在近年來引起了廣泛關注。為了充分發揮細胞療法的效果,細胞遞送策略至關重要。傳統的全身性給細胞策略可一次性注射大量細胞,但其靶向性差,遞送途中絕大部分細胞會遺失而無法到達目標病灶,導致細胞療法效率很低,甚至還可能因脫靶細胞而引發嚴重后遺癥。因此,開發安全、高效的細胞靶向遞送策略對細胞療法的開發意義重大。
微型機器人技術的興起為靶向細胞遞送提供了新的可能。由于尺寸小、運動主動、靈活度高的特性,微型機器人能夠在常規醫療手段難以到達的狹小閉塞區域運動,有望作為一種細胞載具,主動高效地將細胞遞送至目標病灶。在已開發的眾多種類的微型機器人中,磁控微型機器人因其驅動磁場易調制、對生物組織穿透性強且無危害,在細胞遞送領域得到了廣泛研究。其往往采用微納制造和化學合成的方法制備負載細胞的支架結構,再通過表面蒸鍍磁性薄膜或內部摻雜磁性顆粒,從而構建可響應外部磁場控制的主動式細胞遞送微型機器人。但是,微型機器人的細胞功能和磁控功能存在一個不容忽視的矛盾。為了適應生物體內復雜動態的生物環境,微型機器人的運動和控制能力要足夠強,這就需要在微型機器人中添加大量的磁性材料來實現。過度的磁性摻雜一方面會明顯影響其細胞活性,甚至導致細胞無法黏附,另一個方面則會造成體內滯留過量磁性材料,引發潛在的生物毒性。假如微型機器人只添加少量磁性物質而滿足其遞送細胞的細胞功能性和生物安全性,其在生物體內的可控導航則成為了一個巨大難題。因此,目前亟需開發兼具優異磁控驅動能力和生物醫學功能的細胞遞送微型機器人。
圖3. 模塊化微型機器人的可控組裝與拆卸
原文鏈接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0883
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