Shape-morphing mikrorobotter leverer lægemidler til kræftceller

Kemoterapi behandler med succes mange former for kræft, men bivirkningerne kan skabe kaos på resten af ​​kroppen. At levere lægemidler direkte til kræftceller kan hjælpe med at reducere disse ubehagelige symptomer. Nu, i et proof-of-concept-studie, rapporterer forskere i ACS Nano lavet fiskeformede mikrorobotter, der med magneter føres til kræftceller, hvor en pH-ændring får dem til at åbne munden og frigive deres kemoterapilast.

Forskere har tidligere lavet robotter i mikroskala (mindre end 100 µm), der kan manipulere små genstande, men de fleste kan ikke ændre deres former for at udføre komplekse opgaver, såsom at frigive stoffer. Nogle grupper har lavet 4D-printede objekter (3D-printede enheder, der ændrer form som reaktion på visse stimuli), men de udfører typisk kun simple handlinger, og deres bevægelse kan ikke fjernstyres. I et skridt mod biomedicinske applikationer til disse enheder ønskede Jiawen Li, Li Zhang, Dong Wu og kolleger at udvikle form-morphing mikrorobotter, der kunne guides af magneter til specifikke steder for at levere behandlinger. Fordi tumorer findes i sure mikromiljøer, besluttede holdet at få mikrorobotterne til at ændre form som reaktion på sænket pH.

Så forskerne 4D-printede mikrorobotter i form af en krabbe, sommerfugl eller fisk ved hjælp af en pH-reagerende hydrogel. Ved at justere printtætheden på bestemte områder af formen, såsom kanterne af krabbens kløer eller sommerfuglens vinger, kodede teamet pH-responsiv formmorphing. Derefter gjorde de mikrorobotterne magnetiske ved at placere dem i en suspension af jernoxidnanopartikler.

Forskerne demonstrerede mikrorobotternes forskellige egenskaber i flere tests. For eksempel havde en fiskeformet mikrorobot en justerbar "mund", der åbnede og lukkede. Holdet viste, at de kunne styre fisken gennem simulerede blodkar for at nå kræftceller i en bestemt region af en petriskål. Da de sænkede pH-værdien af ​​den omgivende opløsning, åbnede fisken munden for at frigive et kemoterapilægemiddel, som dræbte nærliggende celler. Selvom denne undersøgelse er et lovende proof of concept, skal mikrorobotterne gøres endnu mindre for at navigere i faktiske blodkar, og en passende billeddannelsesmetode skal identificeres for at spore deres bevægelser i kroppen, siger forskerne. + Udforsk yderligere

Selvkørende mikrorobotter