藻类细胞被招募来充当治疗肠道疾病的机器人

每个微型机器人都由一个海藻细胞（绿色）和抗炎纳米粒子（红色）组成。

首先，什么是炎症性肠病？

实际上，它是两种消化道自身免疫性疾病的统称，即克罗恩病和溃疡性结肠炎。虽然这两种疾病的确切病因还不完全清楚，但人们认为它们是由于人体免疫系统对入侵的病毒或细菌做出了不当反应而引起的。

这种有缺陷的反应会导致被称为巨噬细胞的免疫细胞产生过量的致炎蛋白质，这种蛋白质被称为促炎细胞因子--这种情况发生在结肠（又称大肠）内。然后，这些细胞因子转而与巨噬细胞上的受体结合，引发它们产生更多的细胞因子。

由此造成的恶性循环会使结肠无限期地发炎，导致腹泻、直肠出血、腹痛、疲劳和体重减轻等症状不断出现。海藻机器人旨在打破这种恶性循环。

这些微型机器人由加州大学圣迭戈分校的科学家们创造，每个机器人都是一个活的绿藻细胞，表面覆盖着由生物可降解聚合物制成的纳米颗粒。每个纳米颗粒上又覆盖着巨噬细胞膜。

该图说明了微型机器人是如何被运送到结肠的

患者（会）先吞下一粒胶囊，里面装满了悬浮在载液中的微型机器人。由于其配方，胶囊的外壳在胃中保持完整，直到达到结肠的中性 pH 值才会溶解。一旦溶解，微型机器人就会释放出来。

海藻细胞/机器人游过结肠，彻底分散到整个器官中。结肠中的细胞因子会与机器人上的纳米颗粒结合。这是因为细胞因子将这些颗粒误认为是巨噬细胞，因为它们包裹着巨噬细胞膜。

不过，由于纳米粒子不是巨噬细胞，因此不会触发它们产生更多的细胞因子。因此，结肠中的细胞因子数量会逐渐被纳米颗粒"耗尽"，从而减轻炎症，使受损组织得以愈合。

在对患有肠易激综合症的小鼠进行测试时，发现微型机器人可以减少直肠出血、改善粪便稠度、扭转体重下降趋势并减轻结肠炎症。更重要的是，啮齿动物没有表现出任何副作用。目前正在计划对人类进行临床试验。

与约瑟夫-王（Joseph Wang）教授共同领导这项研究的张良芳教授说："这种方法的优点是不需要药物。我们只是利用天然细胞膜来吸收和中和促炎细胞因子"。

Zhang 和 Wang 以前曾利用藻类细胞微型机器人治疗肺炎。有关他们目前研究的论文最近发表在《科学机器人学》杂志上。