中科院过程所吴颉/马光辉团队ANBR综述：聚合物修饰的微马达及其生物医学应用——促进功能化

摘要：开发适应性强、效率高、功能强的微马达已成为生物医学领域的主要研究目标。本文综述了基于天然和合成聚合物的不同微马达设计，并重点讨论了聚合物在微马达的结构和性能中的作用，并对未来聚合聚合物微马达的发展进行展望。

关键词：微马达，聚合物，推进，药物运输，生物检测

聚合物功能化微马达应用的示意图

微纳技术作为20世纪发展起来的一门新兴学科越来越受到国内外研究学者的广泛关注。微马达作为微纳技术产物中的一部分，具有重量轻、体积小、推力大的特点。其在多个领域表现出突出的优势，特别是在生物医学领域具有巨大的应用前景。另外，有机聚合物材料因其良好的生物学特性而受到重视，将有机聚合物材料和微马达结合，用有机聚合物材料对微马达进行修饰，使微马达的设计策略更加丰富，为生物医用微马达提供了新的研究思路。

中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室吴颉项目研究员、马光辉院士近期在Advance NanoBiomed Research上发表综述文章介绍了目前有机聚合物在微马达中的应用。文章首先介绍了微马达的特点及其优势，并对微马达在生物医用领域中所遇到的难点问题进行讨论，如生物相容性较差、制备过程复杂等。有机聚合物材料被引入以改善微马达的生物相容性，并结合聚合物自身性质，实现微马达的性能提升及应用范围的拓广。

文章分别从天然和合成聚合物两方面来介绍有机聚合物材料在微马达中的应用。天然聚合物（如壳聚糖、海藻酸等）作为来源于大自然的材料，具有生物相容性、良好的可利用性、生物降解性以及低成本等特点。一些合成聚合物（如聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯等）也具有良好的生物相容性，同时其性质易于可控调节，通过引入不同官能团可使其具有不同的刺激响应性。聚合物可作为微马达的外壳以装载药物或功能成分，或用于与外涂层连接。同时，聚合物外壳还可用作智能药物释放和抗菌的功能涂层。此外，聚合物还可作为微马达的主体。根据制备方法的不同可以得到不同形状的聚合物主体。它们不仅可以携带功能成分和推进剂，还可在微马达的运动及靶向性能方面发挥关键作用。

尽管已有聚合物在微马达中的应用报道，但目前关于该方向的研究仍然较少。同时，聚合物在微马达中发挥的作用也较为单一。未来伴随微马达的发展，聚合物有望在微马达中发挥更多的作用，如实现更复杂精准的体内靶向、构建长效推进能源、影响马达在复杂环境中的转向和推进速率等。聚合物结合微马达的研究仍需要跨领域研究人员的密切合作，新材料、设计策略和制备技术的出现有望进一步推动该体系及相关领域的发展。

论文第一作者为中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室和日本群马大学联合培养博士生李亚楠。

WILEY

论文信息：

Polymer-modified Micromotors with Biomedical Applications: Promotion of Functionalization

Yanan Li, Jie Wu, Hiroyuki Oku, Guanghui Ma

Advanced NanoBiomed Research

DOI：10.1002/anbr.202200074

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Advanced

NanoBiomed

Research

期刊简介

Advanced NanoBiomed Research（ANBR）旨在为改善人类健康的纳米医学、生物工程和生物材料研究提供一个出版平台，着重关注这些领域在疾病诊疗中的应用，期望打造成为Advanced 系列在生物医学领域的旗舰开放获取期刊。

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