“光学操纵的中性粒细胞作为体内天然微血管”
ACS中央科学

医用微型机器人可以帮助医生更好地治疗和预防疾病。但这些设备大多是由合成材料制成的，可以在体内引发免疫反应。现在，ACS中央科学研究中心的研究人员首次使用激光精确控制中性粒细胞（一种白细胞），将其作为一种天然的、生物相容性强的微型机器人植入活鱼体内。“中性粒细胞机器人”执行了多项任务，表明它们有一天可以将药物输送到体内的精确位置。

目前正在开发用于医疗应用的微型机器人需要注射或使用胶囊才能进入动物或人体内。但研究人员发现，这些微小物体往往会引发小动物的免疫反应，导致微型机器人在开始工作之前就被从体内移除。使用体内已有的细胞，如中性粒细胞，可能是一种侵入性较小的药物输送替代方案，不会引发免疫系统。这些白细胞已经能够自然地吸收纳米颗粒和死亡的红细胞，并可以通过血管迁移到邻近的组织中，因此它们很适合成为微型机器人。此前，研究人员在实验室培养皿中用激光引导中性粒细胞，将其作为“中性粒细胞机器人”移动然而，缺乏关于这种方法是否适用于活体动物的信息。因此，郑先创、李宝军和同事们想证明光驱动的中性粒细胞机器人在使用活斑马鱼的动物中的可行性。

研究人员使用聚焦激光束作为远程光镊，操纵斑马鱼尾巴中的中性粒细胞。光驱动的微型机器人可以移动到1.3µm/s的速度，这是中性粒细胞自然移动速度的三倍。在他们的实验中，研究人员使用光镊精确而积极地控制中性粒细胞作为免疫系统一部分的功能。例如，中性粒细胞通过血管壁进入周围组织。另一个机器人捡起并运输了一个塑料纳米颗粒，显示了其携带药物的潜力。当中性粒细胞被推向红细胞碎片时，它吞没了碎片。令人惊讶的是，与此同时，另一种不受激光控制的中性粒细胞试图自然清除细胞碎片。因为他们在体内成功地控制了中性粒细胞，研究人员说，这项研究为靶向药物输送和疾病的精确治疗提供了可能性。

作者感谢国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金和广州市科技计划的资助。