基于微納機(jī)器人的靶向遞送技術(shù)在疾病診斷治療、精準(zhǔn)藥物遞送、無(wú)創(chuàng)手術(shù)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，現(xiàn)有的微納機(jī)器人遞送策略面臨導(dǎo)航距離有限和易被流體沖散等挑戰(zhàn)。同時(shí)，微納機(jī)器人的體外測(cè)試平臺(tái)通常缺乏必要的微生理環(huán)境，而活體動(dòng)物模型受限于成像分辨率，對(duì)微納機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)成像和精確操控仍面臨挑戰(zhàn)。

近日，上海交通大學(xué)王曉林團(tuán)隊(duì)提出了一種基于層級(jí)血管化器官芯片的微納機(jī)器人多級(jí)磁控遞送策略。首先，研究人員提出了一種層級(jí)血管化器官芯片設(shè)計(jì)，通過(guò)微納3D打印技術(shù)制備出多尺度微流控器官芯片，進(jìn)一步結(jié)合內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)襯和血管生成機(jī)制，構(gòu)建出從微米到毫米尺度的層級(jí)血管網(wǎng)絡(luò)，為微納機(jī)器人的測(cè)試提供了一個(gè)兼?zhèn)涑上瘛⒖刂坪臀⑸憝h(huán)境的體外生物模型。

基于該模型平臺(tái)，通過(guò)結(jié)合栓系磁致動(dòng)導(dǎo)絲和無(wú)栓系游動(dòng)微納機(jī)器人，提出了一種多級(jí)磁控遞送策略，有效克服微納機(jī)器人個(gè)體運(yùn)動(dòng)能力有限及導(dǎo)絲機(jī)器人難以進(jìn)入微小血管的挑戰(zhàn)，在復(fù)雜動(dòng)態(tài)生理環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、高效及長(zhǎng)距離的微納機(jī)器人遞送，有望推動(dòng)微納機(jī)器人在精準(zhǔn)藥物遞送、智能感知與診斷、血栓消融等領(lǐng)域的應(yīng)用。

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該成果以“Multi-level magnetic microrobot delivery strategy within a hierarchical vascularized organ-on-a-chip”為題，發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)期刊Lab on a Chip上，并被央視《新聞直播間》播出的“科技推動(dòng)力”欄目以“器官芯片模型：模擬人體器官研究藥物遞送”為題進(jìn)行了相關(guān)報(bào)道。

論文信息：

https://doi.org/10.1039/D3LC00770G

審核編輯：劉清