生物混合活性物质——细胞介导的微观传输的涌现特性

随着社会迈向器件微型化与精准医疗，微尺度驱动与导向传输已成为在技术与临床背景下均具高度影响力的新兴研究领域。为实现微米尺度物体向特定靶点的定向运动，诸如作为智能生化供能微载体的运动活细胞等活性生物混合传输系统，已被提出作为合成微机器人的替代方案。受白细胞运动启发，我们提出真核细胞的变形虫式爬行作为一种有前景的微米级货物传输机制，并对这一新型复合活性物质展开深入研究。其传输特性源于活性单元（细胞）与被动单元（货物）的相互作用，并揭示出一个最优货物尺寸，该尺寸可增强载货细胞的运动能力，甚至超过其无货物时的迁移能力。实验发现通过生物混合活性物质理论得以阐释，该理论解释了涌现的细胞-货物动力学，并使我们能够推导变形虫式微载体的长时间传输特性。由于变形虫式运动在白细胞等哺乳动物细胞中普遍存在，我们的结果为研究其他医学相关细胞类型的传输性能，以及将发现拓展至组织等复杂环境中的更先进传输任务奠定了基础。