5、超声驱动微纳机器人：原理与生物医学应用

超声驱动微纳机器人：原理与生物医学应用

1. 超声驱动微纳棒的生物医学应用

生物相容性的超声驱动微纳棒在实际生物医学应用中前景广阔。

1.1 定向输送治疗负载

微纳电机可将治疗负载直接输送到目标区域，但需要开发新方法来引导它们。超声驱动微纳棒与铁磁材料组成的磁性段结合，通过外部磁场施加磁扭矩使纳米线中的镍磁性段对齐，从而改变运动方向。这些纳米棒在多种生物流体（如血清、唾液和血液）中展现出高效的运动控制和导向能力。此外，通过静电相互作用涂覆磁铁矿纳米颗粒的纳米棒，在高酸度环境中可长时间运行，适用于胃肠道应用。

1.2 触发式治疗释放

• pH 触发药物释放 ：含带负电聚合物聚吡咯 - 聚苯乙烯段的纳米棒，可加载带正电的亮绿作为模型药物。在酸性环境中，聚合物段质子化，导致负载药物响应性释放。
• 近红外触发药物释放 ：涂有阴离子涂层的多孔纳米棒加载阿霉素，高表面积增加了药物负载能力，暴露于近红外时产生光热效应，触发阿霉素释放。

1.3 解毒应用

• 捕获细菌 ：用伴刀豆球蛋白 A 功能化的纳米棒可用于“即时”捕获和分离大肠杆菌。
• 杀菌 ：共价结合溶菌酶的多孔纳米棒可杀死革兰氏阳性的溶壁微球菌和革兰氏阴性的大肠杆菌。纳米棒的快速运动促进流体混合，增加功能化溶菌酶与病原体的相互作用，提高抗菌效率。
• 抑制癌细胞生长