具有温度响应性的多模运动微米机器人可实现药物的精准递送和可控范围的药物释放

摘要

目的 利用温度场和磁场辅助的微流控液滴技术，合成了一种具有温度响应特性的多模运动微米机器人（MMMR），实现药物靶向递送和药物释放范围控制。方法 通过将明胶与磁性微米颗粒混合后利用微流控液滴技术合成MMMR，在合成装置的设计中加入了温度场和磁场进行辅助，实现了机器人的磁各向异性结构。通过旋转均匀磁场控制MMMR沿预设路径进行大范围运动，并利用不同频率的平面旋转梯度磁场驱动MMMR进行局部圆周运动。MMMR装载模拟药物，通过加热进行药物释放。结果 在垂直于平面旋转磁场的驱动下，MMMR可以实现直线运动，完成规定路径的运动。且在平面梯度旋转磁场作用下，MMMR利用旋转产生的离心力，可以实现运动半径可调的圆周运动。装载模拟药物的MMMR在磁场引导下成功到达目标位置，通过激光加热（39℃）融化明胶基质，精准释放药物，药物释放后，自组装的磁颗粒作为一个整体被移除。结论 MMMR具备多模态运动能力，可实现规定路径精准导航，并能够在局部动态调控药物释放范围，具有广泛的生物医学应用潜力。

关键词

药物递送 / 微米机器人 / 磁各向异性 / 多模运动 / 微流控合成