微机器人体系因为其优秀的时空可控制性比年来得到了遍及的探索，尤其在靶向药物递送等生物医学行业显示出伟大的利用远景。

　　然而，今朝常用的微机器人药物装载计谋（如外表润饰或共混）存在以下题目并极大地限定了它们的医治服从：

　　1）装载服从低，进而致使了制备过程中的药物挥霍和体内递送服从不高；

　　2）药物正在递送过程中缺少有用的珍爱，进而招致其降解、失活和非特异性损失；

　　3）装载计谋限定了药物的挑选，比方轮廓润色须要对药物开展物理或化学改性来实现粘附或共价毗邻，而共混则须要药物取打印树脂的高度互溶且不受加工历程危害。

　　鉴于此，英国皇家科学院院士、皇家工程院院士、美国国度工程院外籍院士、帝国理工学院Molly Stevens课题组提出了一种集成微流控装载和浸封（MLDS）的可添补微机器人体系。该体系根据双光子聚合手艺将微流控装载体系取可添补微机器人一体化3D打印，行使微流控的上风可实现将不一样药物以溶液情势高精度直接装载，进而进步装载效力并最大限度地淘汰糜费。取此同时开发了一种准确可控的浸渍封装计谋，行使刺激呼应资料封装和庇护微机器人内装载的药物并保证其多少和构造完整性。

　　论文的第一作者为博士后研究员孙汝杰博士和博士研究生宋昕，结果揭晓正在Advanced Materials上。配合作者包罗帝国理工学院周琨、左宇扬、谢若箫、冷亦萱、马鋆、刘雨彤及清华大学耿洪亚传授等。

　　团体设计

　　全部体系的制备进程可分为构造打印、微流控装载、子体系分手、高精度浸封和微机器人分手五个步调。此中微流控装载子体系由支持底座、微机器人阵列和微流控通道三部份构成，微机器人阵列相互经由过程微流体通道物理衔接，与此同时经由过程两个特别接口设计以实现药物装载和后续的次序分手。另外设计了特别的压力开释窗口制止药物装载进程中残存压力招致的泄漏。

图1.团体体系设计

　　文章要点 1）首先经过Nanoscribe双光子打印技能自下而上一体化集成制作了全部体系，与此同时经过优化激光功率、扫描速度和算法优化等打印参数，以最大限度地淘汰打印工夫并坚持布局完整性。然后挑选罗丹明B为代表性药物，经过微流控将药物溶液载入微机器人内部腔体，因为该装载历程实现了药物溶液的直接准确装载，大大增加了装载效力并淘汰了实现充实装载的所需的最低量。随后提出了一种浸渍密封的方式，行将微机器人的顶部浸渍熔融的聚合物层以构成密封层，经过对接触力、温度等参数的邃密操纵和微机器人的布局优化实现了微机器人的牢靠密封。

图2.微流控装载和浸封手艺考证

　　2）根据转变密封层的质料，可实现温控和近红外光控两种可控的药物开释形式，个中温控可实现初始爆发性开释及后续的缓释，而近红外光控可实现选择性开释。另外，根据节制装载药物的初始浓度及微机器人的数目来节制终极的药物开释量。

图3.药物的温控及光控开释

　　3）该体系广谱适用于多种药物及刺激呼应密封材料，为微机器人体系正在靶向药物递送、环境传感和微纳马达利用层面供应了新的时机。比方，能够根据正在微机器人外表用物理气相堆积涂敷镍/钛复合薄膜制备磁控微机器人，实现靶向磁控转动和按需开释，并正在体外多分支血管摹拟通路和体外猪组织中得到了观点考证。别的，可根据装载溴百里酚蓝将微机器人作为高精度pH环境传感器，或根据装载催化剂药物溶液使微机器人正在过氧化氢溶液中作为化学动力微纳马达。

图4.微机器人体系的利用展现