3D打印的酶降解软螺旋微游泳者

摘要：提出了移动微型和纳米机器人用于未来的生物医学应用，如诊断和靶向输送。为了将其转化为临床实践，需要微型和纳米机器人的生物相容性和生物降解性。采用无细胞毒性的可生物降解软材料制造小型机器人，将有助于增强设备的吸收、优化组织相互作用并最小化免疫反应。本文报道了通过非毒性光交联水凝胶明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）的双光子聚合技术，制造可生物降解的软螺旋微游泳者。GelMA微游泳者被构造为用户定义的几何形状，并通过在其表面装饰磁性纳米颗粒使其具有磁响应性。与之前刚性的螺旋微型机器人相比，软螺旋微游泳者能够以相对较高的前向速度在跳出频率上方旋转，表明其前所未有的自适应行为。细胞毒性实验显示，GelMA的毒性至少比广泛用于制造基于水凝胶微游泳者的聚乙烯醇二丙烯酸酯低三个数量级。GelMA微游泳者可以被胶原酶完全降解。此外，它们支持细胞附着和生长，并在培养过程中被细胞释放的酶逐渐消化。这些无细胞毒性的可生物降解水凝胶微游泳者将通过消除在体内完成任务后回收微型机器人的担忧，极大地扩展其在医学中的应用。