微型藥物膠囊準(zhǔn)確靶向癌細(xì)胞

可自我推進(jìn)的微小膠囊蛻去外殼，并將藥物直接運(yùn)送至腫瘤細(xì)胞。這些微型機(jī)器人的作用在老鼠腸道中得到了證實(shí)。或許有一天，它們會(huì)成為癌癥的靶向治療手段，到達(dá)體內(nèi)一些難以觸及的部位。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)—機(jī)器人學(xué)》。

“當(dāng)膠囊到達(dá)腫瘤時(shí)，我們可以激活它、讓膠囊破裂并且釋放微型馬達(dá)，它們就會(huì)在腫瘤區(qū)域移動(dòng)。這一舉動(dòng)對(duì)藥物輸送非常重要。”美國(guó)加州理工學(xué)院的Wei Gao 表示。

他和團(tuán)隊(duì)成員創(chuàng)造了多層微型馬達(dá)。首先是直徑約20微米的鎂顆粒。鎂被一層金包裹，然后被一層含有抗癌藥物的水凝膠裹住。最后，這些微型馬達(dá)中的幾個(gè)被包含在明膠膠囊中。

該團(tuán)隊(duì)將膠囊喂給腸道內(nèi)長(zhǎng)有黑色素瘤細(xì)胞的老鼠。之所以使用黑色素瘤，是因?yàn)檫@些細(xì)胞能很好地吸收近紅外光，因此研究人員可以更好地利用光聲計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)跟蹤膠囊的效果。這種技術(shù)可將近紅外光送入組織。在組織中，近紅外光被轉(zhuǎn)化為聲音，并返回超聲波圖像。

Gao 和同事在膠囊進(jìn)入小鼠腸道并接近癌細(xì)胞時(shí)對(duì)其進(jìn)行了追蹤。一旦到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)，他們將一束強(qiáng)烈的紅外光照射在膠囊上。膠囊會(huì)加熱金子，并釋放藥物。

熱量還釋放了鎂，而鎂通過(guò)與腸液的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了氫氣泡。這種氣體從外殼上留下的2 納米的孔中釋放，為腸道周圍的膠囊提供動(dòng)力，就像微小的氣球在飛行時(shí)釋放出空氣一樣。

研究人員表示，藥物在胃腸道的輸送是很棘手的問(wèn)題，因?yàn)橐磺卸荚谶\(yùn)動(dòng)，所以藥物在提供治療之前就會(huì)被沖走。“我們需要長(zhǎng)期釋放。微型馬達(dá)在腫瘤周圍運(yùn)動(dòng)，因此它們可穿透腫瘤組織，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)緩慢釋放藥物。”Gao介紹說(shuō)。