由藻类制成的微型机器人将化疗药物直接输送到肺癌肿瘤，改善癌症治疗

肿瘤扩散至肺部，或 肺转移，对癌症治疗领域构成了巨大挑战。常规化疗 常常达不到要求 因为它的效率很低。它不能直接作用于肺部，也不能积累足够高的浓度来杀死肿瘤。

我的同事们 和我 来自 实验室钱 和 张教授研究组 加州大学圣地亚哥分校的研究人员在过去五年中一直致力于开发生物混合微型机器人，这是一种由天然和合成材料制成的微型物体，可用于医学。

在我们新发表的研究中，我们做了 基于绿色微藻的生物混合微型机器人 可以将化疗药物直接输送到肺部并治疗肺转移。

藻类药物输送

合成微型机器人 通常由难以制造的刚性金属或聚合物结构制成。它们无法进入某些器官和组织，并且对人体有毒。

微藻克服了这些问题。首先， 微藻可以自主移动 通过使用一种叫做鞭毛的毛发状附属物来推动自己通过诸如肺之类的器官。它们是 毒性较小 比其他微生物更易感染。它们也 更便宜、更容易生产。

我们的生物混合微型机器人——称为 藻类-NP（DOX）-机器人— 将常用于制药的微小活绿色微藻莱茵衣藻与涂有红细胞膜的纳米颗粒结合在一起。细胞膜充当天然“伪装”，以增强微型机器人的生物相容性并防止其受到患者免疫系统的攻击。纳米颗粒内是一种常见的化疗药物，称为阿霉素。

我们在患有肺转移的小鼠身上测试了我们的藻类微型机器人。通过气管施用这些藻类微型机器人，我们可以将药物直接输送到肺部，并最大限度地减少对其他器官的副作用。一旦进入肺部，我们的藻类微型机器人就可以游动并将药物分布到整个肺组织中。它还可以避免肺部免疫细胞的破坏，从而使药物逐渐从纳米颗粒中释放出来。

与游离药物和无法自行移动的静态载药纳米颗粒相比，我们的生物混合微型机器人积累的浓度更高，并且在肺部保留的时间更长。

通过更有效地将化疗药物输送到患病的肺组织，我们的生物混合微型机器人显著改善了治疗效果，缩小了肺肿瘤并延长了接受治疗的小鼠的生存期。使用我们的基于藻类的微型机器人治疗的小鼠的中位生存期增加了 40%，生存期从 27 天延长到 37 天。

免疫细胞最终将微型机器人分解为无毒成分并将其从体内完全清除。

生物工程治疗

我们的研究结果表明，生物混合微型机器人为将药物输送到肺部治疗肺部疾病提供了一种强有力的方法。

我们之前曾使用绿色微藻微型机器人平台来治疗 急性肺炎. 我们现在专注于治疗其他具有挑战性的肺部疾病，例如囊性纤维化和特发性肺纤维化。

我们还致力于建立一种更有效、更无创的方式交付我们的生物混合微型机器人。集成其他运动控制策略，例如 磁导 或者 超声波捕获 可以增强药物在体内特定目标部位的积累。

我们的生物混合微型机器人还需要一段时间才能应用于临床。但总的来说，将活体微藻与细胞膜包覆的纳米颗粒结合起来输送药物，可以为生物工程癌症治疗奠定基础。

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