[发明专利]制造生物相容的微型游泳者的方法、微型游泳者以及使用这种微型游泳者的方法

说明书

本发明涉及一种制造生物相容的微型游泳者的方法，该方法包括以下步骤：提供可光交联的生物聚合物溶液；将磁性颗粒和光引发剂添加到可光交联的生物聚合物溶液以形成可3D打印溶液；施加具有可变焦点的激光，该激光指向可3D打印溶液；改变穿过可3D打印溶液的激光的焦点，以形成具有预定义形状的生物相容的微型游泳者；以及向具有预定义形状的生物相容的微型游泳者施加化学接头。本发明还涉及这种微型游泳者和使用这种微型游泳者的方法。

技术领域

本发明涉及一种制造生物相容的微型游泳者的方法。本发明还涉及这种微型游泳者和使用这种微型游泳者的方法。

背景技术

由外部磁场提供动力的微型游泳者由于其无线致动、主动运动和精确定位能力而在医学应用中具有显著的潜力。它们的小尺寸和无缆控制可以允许深的组织穿透，因此可以革新微创手术和治疗。迄今为止，使用外部动力源致动的合成磁性微型游泳者已经在不同的平台中用于有针对性的货物递送、物体/细胞操纵和组织工程应用。特别地，由于用于微尺度致动的磁梯度拉动期间的磁转矩的效率，螺旋磁性微型游泳者最近已经获得关注。

在低雷诺数状态下利用外部旋转磁场操作的螺旋微型游泳者先前使用并入在螺旋弯曲的铜丝的头部处的小磁体以毫米级设计。然后，利用包括自滚动和掠射角沉积的不同制造技术来制造微米级的螺旋磁性游泳者。之后，双光子直接激光写入(TDLW)技术的进步实现了更复杂的聚合物微结构的三维(3D)制造，使用通用化学部分使其局部3D图案化变得容易，并且提供了将生物相容的超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPION)嵌入到微型游泳者中的可能性。迄今为止，不同的光敏材料已经与TDLW技术一起使用来制造螺旋微型游泳者。最初，使用用载药脂质体功能化的螺旋微型游泳者来进行体外单细胞药物递送。

尽管在该领域中最近有所发展，但是螺旋磁性微型游泳者仍然需要被加强以具有生理相关的生物降解和受控的局部货物释放能力，这对于它们的潜在医学应用是必要的。

在已知的时间段内通过形成无毒降解产物而使体内所施用的微型游泳者生物降解是医学应用的关键方面。最近，证明了由各种比例的PEG-DA/PE-TA和SPION组成的螺旋微型游泳者通过基于氢氧化钠的水解反应来降解。然而，将1M NaOH溶液用于微型游泳者的降解可能是有问题的，因此新的天然的、生理相关的降解机制到微型游泳者的整合对于未来的医学应用是必不可少的。

另外，通过有效的微型游泳者在疾病部位控制释放浓缩治疗剂可以提高总体治疗效率。螺旋微型游泳者使用旋转磁场克服了治疗剂到作用部位的主动递送问题。

然而，治疗剂的受控释放仍然是应该在基于微型游泳者的药物递送系统中解决的一个问题。远程触发的系统对于促进治疗剂在期望的时间释放到期望的部位一直是有吸引力的。

发明内容

因此，本发明的目的是使得可获得一种可生物降解的微型游泳者，该微型游泳者不是且不形成任何有毒的降解产物，使得微型游泳者可以容易地用于广泛的医学应用中。本发明的另外目的是使得可获得一种微型游泳者，借助于该微型游泳者，货物材料的受控主动释放是可能的，以确保货物材料的按需、精确且有效的递送。本发明的又一目的是使得可获得一种微型游泳者，该微型游泳者可以被引导至期望目标区域而不会对目标区域周围的组织造成过度的伤害。

该目的通过根据权利要求1的制造生物相容的微型游泳者的方法来实现。本发明的另外的益处和有利的实施例将从从属权利要求、从说明书且从附图变得明显。

这种方法可以包括以下步骤：

-提供可光交联的生物聚合物溶液；

-将磁性颗粒和光引发剂添加到可光交联的生物聚合物溶液以形成可3D打印溶液；

-施加具有可变焦点的激光，该激光指向可3D打印溶液；

-改变穿过可3D打印溶液的激光的焦点，以形成具有预定义形状的生物相容的微型游泳者；以及