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  細(xì)胞療法，指將特定細(xì)胞作為活性試劑注入體內(nèi)以替代受損組織、調(diào)節(jié)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(lái)引起了廣泛關(guān)注。為了充分發(fā)揮細(xì)胞療法的效果，細(xì)胞遞送策略至關(guān)重要。傳統(tǒng)的全身性給細(xì)胞策略可一次性注射大量細(xì)胞，但其靶向性差，遞送途中絕大部分細(xì)胞會(huì)遺失而無(wú)法到達(dá)目標(biāo)病灶，導(dǎo)致細(xì)胞療法效率很低，甚至還可能因脫靶細(xì)胞而引發(fā)嚴(yán)重后遺癥。因此，開(kāi)發(fā)安全、高效的細(xì)胞靶向遞送策略對(duì)細(xì)胞療法的開(kāi)發(fā)意義重大。

  微型機(jī)器人技術(shù)的興起為靶向細(xì)胞遞送提供了新的可能。由于尺寸小、運(yùn)動(dòng)主動(dòng)、靈活度高的特性，微型機(jī)器人能夠在常規(guī)醫(yī)療手段難以到達(dá)的狹小閉塞區(qū)域運(yùn)動(dòng)，有望作為一種細(xì)胞載具，主動(dòng)高效地將細(xì)胞遞送至目標(biāo)病灶。在已開(kāi)發(fā)的眾多種類(lèi)的微型機(jī)器人中，磁控微型機(jī)器人因其驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)易調(diào)制、對(duì)生物組織穿透性強(qiáng)且無(wú)危害，在細(xì)胞遞送領(lǐng)域得到了廣泛研究。其往往采用微納制造和化學(xué)合成的方法制備負(fù)載細(xì)胞的支架結(jié)構(gòu)，再通過(guò)表面蒸鍍磁性薄膜或內(nèi)部摻雜磁性顆粒，從而構(gòu)建可響應(yīng)外部磁場(chǎng)控制的主動(dòng)式細(xì)胞遞送微型機(jī)器人。但是，微型機(jī)器人的細(xì)胞功能和磁控功能存在一個(gè)不容忽視的矛盾。為了適應(yīng)生物體內(nèi)復(fù)雜動(dòng)態(tài)的生物環(huán)境，微型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和控制能力要足夠強(qiáng)，這就需要在微型機(jī)器人中添加大量的磁性材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。過(guò)度的磁性摻雜一方面會(huì)明顯影響其細(xì)胞活性，甚至導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)法黏附，另一個(gè)方面則會(huì)造成體內(nèi)滯留過(guò)量磁性材料，引發(fā)潛在的生物毒性。假如微型機(jī)器人只添加少量磁性物質(zhì)而滿(mǎn)足其遞送細(xì)胞的細(xì)胞功能性和生物安全性，其在生物體內(nèi)的可控導(dǎo)航則成為了一個(gè)巨大難題。因此，目前亟需開(kāi)發(fā)兼具優(yōu)異磁控驅(qū)動(dòng)能力和生物醫(yī)學(xué)功能的細(xì)胞遞送微型機(jī)器人。

圖3. 模塊化微型機(jī)器人的可控組裝與拆卸

  原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0883