解密！"精子"化身快递小哥，成为抗癌靶向药物新附体

之前我们介绍过，

一群德国研究员研制的微型机器人Spermbot，

能帮助精子更自如地游向卵子，提高生育率。

这种堪称电脑时代“送子观音”的设想，

为不孕不育提供了较为廉价的治疗手段。

如今精明的德国人对精子又有了一个新设想：

用「精子」做快递小哥！ 

他们发表了一篇名为“用于靶向药物递送的精子 - 混合微型马达”的论文在《ACS Nano》杂志上，

公布了一种生物合成精子机器人，有望将抗癌药物送到女性生殖系统肿瘤中。

其实，普通药物在进入体内后仅有极少一部分能够真正作用于病变部位。

这个“精子运药”研究，就是希望能把药物运送到指定的病变位置，

最大程度发挥药效的同时，减少对正常细胞、组织的伤害。

至于为什么会选精子，原因很简单，它们天生适合干这个！

精子本身就有运动能力，会在女性的体内游动，具有与卵细胞融合的天然能力。

同时精子在移动时免疫系统不会做出激烈反应，

它们既不表达致病性蛋白，

也不像其他细胞或微生物那样增殖形成不受欢迎的菌落。

同时精子的携带能力更好，

只要细胞壁不破裂，药物就不会流失。

（图中为正在移动的精子“快递员”）

如果把女性的生殖系统比做一片海，那么精子就是一艘船，

科学家希望把药物装到“船上”，运到需要它的地方——癌细胞所在位置。

那有人要问了，精子游动是随机的，你咋知道它就能成功把药物运到癌细胞的位置呢？

科学家们自然也考虑到了这个问题，

为此，他们给精子设计了一个铁头盔，

研究者给精子戴上这个铁头盔，

然后，在体外用一块磁铁控制它的走向，把它引导到癌细胞所在位置，

整个过程基本上是这样：

第一步

装载药物

先把精子浸泡在癌症药物溶液中，使其充分吸收。

研究人员还将一种名为doxorubicin hydrochloride的宫颈癌药物注入到精子头部，

这个位置可以保护药物免受周围环境的影响，

而且该药物也不会对精子细胞产生对癌细胞相同的影响，

让精子细胞能保持健康，四处活动~

第二步

戴上头盔

用纳米技术给精子装上头盔，

这其实相当于一个磁力导航仪。

佩戴导航仪的小蝌蚪完全可以靠磁场找到明确的去路。

第三步

释放精子

当精子到达癌细胞所在位置后，

遥控打开导航仪，

让精子携带的药物与肿瘤组织融合。

（图中为磁力与精子机器人）

第四步

药物运送

带有癌症药物的精子完成使命，

成功让药物作用于癌细胞！

研究人员发现，运用上述方法效果还不错。

不过戴了铁头盔的精子，游动的速度会比平时慢43%左右，

虽然速度慢了点，但是能运到正确位置已经是个很好的预兆啦！

尽管基于实验室的研究是成功的，但仍存在一些研究者需要解决的挑战。

例如，现在的精子机器人是由一个公牛精子和一个塑料3D打印微结构组成的，

表面覆盖着一层铁基涂层(铁涂层的塑料)。

这种涂层能够使研究人员利用磁引导机器人到达目标，

并穿透癌细胞运送医疗物资。

研究人员想让这个涂层结构生物降解，

使其在药物释放后溶解，

这一调整将有助于“避免这些结构可能导致的身体免疫和其他反应。

另外，研究人员目前只能指导单个的精子细胞。

而在实际应用中，

他们需要能够同时操控多个精子细胞，从而提供合适的药物剂量，

毕竟单个精子细胞能运载的药量有限。

 但是，这样做需要更好的成像技术，以便医生监视小型机器人的进展情况。

目前，磁共振和超声成像系统的空间分辨率约为100微米，而精子头仅有5×10微米，

所以还不足以完成任务。

研究人员的目标是建立一个高分辨率的系统，能够实时监测整个蜂群！

尽管面临这些挑战，但德累斯顿的研究人员非常乐观地认为，

他们这项不同寻常的技术最终将能解决宫颈癌以外的其他形式的癌症，

包括卵巢癌和子宫癌。

并且可能会使用与人工授精类似的程序将机器人精子通过导管注射到女性生殖系统中。

所以，我们看到，

人类在攻克癌症上又前进了一步！

推荐阅读访问访谈

工程院院士 蔡鹤皋丨北航教授 文力丨深醒科技 袁培江丨深之篮 魏建仓

企业报道

一飞智控丨深醒科技丨发那科丨柔宇科技丨优傲机器人丨宇树科技丨臻迪科技丨iRobot

前沿技术

①工业  缝纫机器人丨无人智能采矿机器人丨中国饺子生产线自动化车间丨MIT 建筑机器人

②服务  索尼机器狗 Aibos丨叠衣机器人 FoldiMate丨日本 骑自行车机器人丨有触觉机械手 LUKE丨达芬奇机器人丨机器人乐队丨空中飞车丨日本护理机器人合集

③特种  丰田人形机器人丨水下机器人 探索号丨俄罗斯人形机器人 FEDOR丨美国重型机械 Guardian GT丨波士顿动Atlas 360度后空翻丨中国四足机器人 Laikago丨北理工 四轮足机器人丨佛罗里达研究院 “机械鸵鸟

④仿生  3D打印 仿生机器人 丨东京大学 流汗人形机器人丨柔性电池丨哈佛 柔软肌肉丨哈佛 折纸机器人丨哈佛 RoboBee

往期讲座

温馨提示

意向合作，文章转载， 均可联系堂博士

商务合作：13810423387（同微信）

内容合作：15611695072（同微信）