穿透人体多重生理屏障 酵母微纳生物机器人实现远程精准递药

酵母微纳生物机器人通过EMS实现远程精准的炎症病灶递药　科研团队供图

中新网深圳2月23日电(记者 郑小红)一项23日发表于国际学术期刊Science Advances(《科学进展》)的研究，介绍了一种双引擎、自适应的酵母微纳生物机器人，能够像“纳米快递员”一样，通过生物酶与巨噬细胞引擎的切换(Enzyme-Macrophage-Switching，EMS)，穿透人体多重生理屏障，实现将药物精准递送到远程炎症病灶。

该论文第一单位为中国科学院深圳先进技术研究院(简称：深圳先进院)，其医药所纳米医疗与技术研究中心蔡林涛研究员、潘宏副研究员和郑明彬博士为通讯作者，中国科学院大学博士生张保珍为第一作者。

据潘宏副研究员介绍，具有自我推进和导航能力的微纳生物机器人因其可以到达现有医疗器械难以企及的微观区域，有望实现疾病的精准诊疗，革新传统医学，因此受到广泛关注。

然而，由于人体内存在多重生理屏障，开发能够适应微环境的变化，并将药物精准递送到远程病灶，又具备超高的安全性的微纳生物机器人仍然具有挑战性。

潘宏说，生物酶驱动的微纳生物机器人以体内的生物相容性底物(如葡萄糖、尿素)为燃料，在药物递送领域应用前景广阔。其中，研究发现酵母微囊经口服后，可以被肠道内的巨噬细胞内吞。

进一步地，研究团队以酵母微囊为活性材料，通过将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶偶联在包裹纳米药物的酵母微囊表面，制备了具有不对称结构的酵母微纳生物机器人(TBY-robot)。

验证表明，TBY-robot经过口服后，能够利用肠道内天然的葡萄糖浓度梯度穿透黏液屏障，通过肠上皮微褶皱细胞跨过肠上皮屏障，在派尔氏结内自行切换为巨噬细胞引擎，进而利用巨噬细胞的炎症趋化性，经过淋巴循环和血液循环，精准的将药物递送到远程炎症部位。

形象地说，TBY-robot就像“纳米快递员”，派尔氏结类似于“中转站”，通过切换不同的交通工具，将药物精准的递送到炎症区域。

论文通讯作者蔡林涛表示，该研究成果为胃肠道炎症的治疗提供了新的技术手段，也为治疗其他炎症疾病提供了全新的思路，团队目前已经申请相关发明专利5项。(完)