這個研究是根據(jù)氫氣具有疾病治療疾病的知識，利用金屬鎂和水反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣產(chǎn)生兩個作用，一是作為動力驅(qū)動納米材料在體內(nèi)進(jìn)行運輸，另一個是將氫氣作為疾病治療的分子。這一理念很有創(chuàng)新性，或許將來能成為一種有價值的疾病治療新策略。

本研究利用氫氣在身體內(nèi)作為動力，驅(qū)動分子馬達(dá)，結(jié)合氫氣治療疾病的功能，再結(jié)合癌癥治療藥物，建立能自發(fā)運動的納米藥物材料。這樣具有多種功能元素的納米材料提供了廣闊的想象空間，因為改變其中任何因素，都可以建立不同的創(chuàng)新方案。不過這些方案最終能不能走向成功，需經(jīng)過臨床效果驗證和安全性的考驗。越是復(fù)雜系統(tǒng)，在安全性角度越具有不確定性，所以最終成功則需要很長的路和更多努力。不過，從科學(xué)研究角度，這是非常有意思，也是富有趣味的工作。

科學(xué)家能將化學(xué)或物理。反應(yīng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械運動微/納米馬達(dá)，因為這種裝置具有生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用而引起了廣泛關(guān)注。曾經(jīng)有將這種裝置用于疾病診斷，介入手術(shù)和藥物傳遞等研究。在主動給藥方面，微/納米馬達(dá)的主動運動使其相比被動給藥具有巨大的優(yōu)勢，在癌癥治療方面有更大應(yīng)用價值。不同類型的微型馬達(dá)中，以鎂為基礎(chǔ)納米馬達(dá)在生物體有巨大應(yīng)用潛力。這種裝置能在體液條件下自主推進(jìn)、貨物轉(zhuǎn)運和釋放以及瞬態(tài)生物降解性。

最新研究不僅使用了生物安全的鎂釋放氫氣作為動力來源，還在有機(jī)和無機(jī)材料相互結(jié)合進(jìn)行馬達(dá)設(shè)計。釋放的氫氣不僅作為動力，也能作為中和自由基的藥物，和藥物一起共同參與疾病治療目的，研究驗證了這一方案的可行性和有效性。

該研究制備的氫氣驅(qū)動微電機(jī)主動運動速度高達(dá)57±19mm•s−1，一秒鐘可運動57毫米。好像不太快，類似螞蟻，但在微觀層面，已經(jīng)是相當(dāng)不錯的。關(guān)鍵是給分子提供了動力，可以增強(qiáng)氫氣的擴(kuò)散效率，提高細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的還原能力。不過，氫氣的擴(kuò)散能力本來非常強(qiáng)，能隨著血流自由流動，這對于氫氣來說的意義并不太大。氫氣醫(yī)學(xué)最主要解決的是氫氣攝取難度比較大的問題，擴(kuò)散不是其重要問題。和無運動控制材料相比，搭載抗癌藥物阿霉素的微馬達(dá)材料對4T1腫瘤細(xì)胞的化療療效顯著提高2.4倍，其濃度僅為100°g•mL−1。意思是說用比較低的濃度實現(xiàn)了更強(qiáng)的治療效果，這是比較好的結(jié)果。因為化療藥物往往毒性比較大，減少藥物用量，提高目標(biāo)組織中藥物濃度，是在降低毒性提高效果方面的重要目的。不過許多納米材料都能實現(xiàn)這個目標(biāo)，這個研究能實現(xiàn)這樣的目標(biāo)不知道是否更強(qiáng)大。

這些結(jié)果表明，鎂基微電機(jī)可作為增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)氫氣和癌癥化療的自推進(jìn)載體。利用局部氫氣生成和主動驅(qū)動能力，輕易設(shè)計的鎂微電機(jī)為癌癥聯(lián)合氫療提供了很大希望。

論文摘要圖

論文主要結(jié)果圖

可看出這個馬達(dá)的制作過程，先把金屬鎂小球粘在一個平板上，然后用有機(jī)材料覆蓋，把球從平板上剝離，這樣小球底部留下一個沒有材料覆蓋的小孔。水可從這個小空進(jìn)入與鎂反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，氫氣噴射驅(qū)動小球在液體中游動。

該論文來自南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院和中山大學(xué)材料工程學(xué)院聯(lián)合研究工作，論文發(fā)表在Applied Materials Today。論文題目Magnesium-basedmicromotors for enhanced active and synergistic hydrogen chemotherapy