生物混合微型机器人结合了天然微生物的运动性和合成组件的多功能性，正在研究作为纯合成微型机器人的替代品。 基于生物相容性和可变形材料的设计可作为新的使用平台 体内，增强微型机器人在生物医学应用中的潜力。 在最近的一项研究中报道 自然材料，研究人员描述了一个受生物启发的微型机器人平台，该平台由纳米颗粒修饰的藻类组成，用于主动输送抗生素以治疗肺部疾病。
纳米工程师在 加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院 通过用涂有嗜中性粒细胞（一种白细胞）膜的载药聚合物纳米颗粒 (NP) 覆盖其表面，对天然生物微藻进行修饰。 研究人员将他们的新设计命名为“algae-NP-robot”。
这项工作是实验室之间的共同努力 约瑟夫王，微型和纳米机器人研究专家，以及 张良方，其专长在于开发用于治疗感染和其他疾病的细胞模拟纳米颗粒。 研究人员选择首先测试藻类-NP-机器人 体内 输送抗生素治疗细菌性肺部感染。
研究人员通过点击化学（它获得了2022年诺贝尔化学奖) 将藻类表面与载有抗生素的聚合物 NP 耦合。 接下来，他们通过插入气管的管子将藻类-NP-机器人直接注射到患有细菌性肺炎的小鼠的肺部。
藻类在肺部提供游泳运动，使微型机器人能够四处移动并将抗生素直接输送到动物肺部的细菌中。 藻类-NP-机器人安全地消灭了引起肺炎的细菌，所有接受治疗的小鼠都存活了 30 天。 相反，未经治疗的小鼠会在三天内死亡。 该团队指出，使用微型机器人进行治疗比向血液中注射抗生素更有效。
微型机器人表面存在的中性粒细胞有助于中和小鼠肺部细菌以及动物免疫系统产生的炎症分子。 这种使用活藻类微型机器人的递送方法有效地抑制了巨噬细胞（另一种类型的白细胞）的吞噬作用，并延长了藻类-NP-机器人在受感染肺部的滞留时间。 这是一项重大成就，因为巨噬细胞喜欢吞噬和消化免疫系统内的任何外来物质。
为了进一步了解清除机制，研究人员研究了藻类-NP-机器人在模拟肺液中的运动和载货行为。 仿真研究结合 体内 药物输送突出了该平台通过载药藻类-NP-机器人安全提供治疗效果的潜力。
基于细菌的微型机器人显示出用于癌症药物输送的潜力
“通过静脉注射，有时只有很少一部分抗生素会进入肺部。 这就是为什么目前许多针对肺炎的抗生素治疗效果不佳，导致病情最严重的患者死亡率非常高，”合著者说 维克多·尼泽.
这项研究仍处于概念验证阶段。 未来的步骤包括了解微型机器人与免疫系统相互作用的潜在机制。 然而，张认为新设计将突破靶向药物输送领域的界限。
