编辑推荐：
研究人员探索声学镊子用于药物递送，能操控多种材料，有望改善药物靶向递送。
在药物递送领域，一个重大挑战是如何有效地将治疗药物精准地运输到它们的目标位置。为了解决这个难题，大量研究聚焦于对活性药物成分（API）或生物药物进行修饰，以此更好地控制它们的药理活性和在生物体内的代谢过程。其中一种方法是开发前药，也就是将 API 与能够特异性识别特定细胞受体的靶向基团结合。然而，前药在体内常常面临快速清除和过早降解的问题。因此，将药物包裹进药物递送系统（DDS，比如纳米粒子和微粒）成为了一种极具潜力的替代方案。通过这种方式，可以防止药物降解，并且通过聚乙二醇化（PEGylation）等手段延长药物在血液中的循环时间，从而减少药物的清除。相较于传统疗法，这些优势有助于提高药物对特定部位的靶向性、实现成像造影剂的递送，还能提升药物的整体安全性。微粒（MPs）大多用于药物的持续释放、化学栓塞或者吸入式治疗，而纳米粒子（NPs）由于尺寸更小，更便于细胞摄取。通过调整纳米粒子的形状、表面电荷，或者在其表面修饰能够选择性识别靶组织内受体的特定配体，就可以控制携带药物的纳米粒子在体内的代谢过程。不过，在注射之后，药物递送系统通常很难精准地朝着疾病部位移动。
当药物递送系统通过局部或全身注射进入体内后，它们会在生物流体中进行随机运动（布朗运动）和流动。而且，纳米粒子必须跨越生物屏障（比如细胞外基质、黏液层、细胞膜）才能到达目标，这也阻碍了药物高效地递送到组织或细胞。为了应对这些挑战，研究人员开展了大量研究，旨在更好地控制粒子的运输，提高它们在疾病部位的聚集程度。为此，科学家们探索了利用外部刺激（比如光、磁场或声场）将药物运输到特定位置的可能性。
在回顾了现有的外部驱动药物运输技术后，本文将介绍声学镊子独特的生物相容性远程微纳操控能力，如何与专门设计的药物载体相结合，以解决以往尚未解决的难题。第二部分会比较现有的用于药物 / 粒子运输的外部技术，并介绍它们各自的优缺点。第三部分会介绍声学镊子操控背后的物理原理以及最新进展。第四部分聚焦于适用于声学运输的药物载体设计。最后一部分将展示首次尝试利用声学镊子进行体外、离体和体内药物递送的实例，并对该领域的进一步探索提出展望。
章节摘要
- 药物递送的外部驱动运输技术现状：在这部分，我们将介绍文献中常用于在药物递送场景下移动各种粒子的前沿技术，以便与声学镊子的应用进行对比。
- 声学镊子：原理与能力：为了将药物递送系统有效地用于体内治疗，需要全面了解它们与声波之间的相互作用。在这部分，我们将（i）介绍利用声波对粒子和流体进行声学操控的基本物理原理，以及这些原理对设计合适的药物递送系统的影响；（ii）解释如何调整声场来操控药物递送系统，实现靶向药物递送；（iii）讨论声学镊子的能力。
- 适用于声学的药物载体：基于上文第三部分概述的基本原理，本部分旨在介绍常用于结合超声（US）进行药物递送的药物递送系统，并思考哪些系统可以与声学镊子联用。虽然超声在成像、跨越屏障或时空药物释放方面已经得到了广泛研究，但利用声学镊子控制药物递送系统运动的研究仍处于起步阶段。
- 声学镊子在药物递送中的应用：尽管目前文献中关于利用声学镊子进行药物递送的报道较少，但本部分将概述在体外、离体或体内模型中研究的各种成功案例。利用声学镊子对物体进行选择性、非接触式捕获，已成为一种有前景的操控生物物体（如细胞、粒子和微生物）的技术。精确控制药物扩散的空间位置，是实现…… 的有效策略。
- 结论与展望：在这篇综述中，我们通过理论分析和实际案例，突出了声学镊子在药物递送方面的优势。首先，声学镊子能够操控多种生物相容性和可生物降解的材料。其次，声学操控可以在组织深处有效进行，捕获力强大，可达微牛顿级别。
- 致谢：本研究得到了由 F.S 获得的欧洲研究委员会（ERC）资助（DYE-LIGHT，10107587），以及 M.B 获得的法国大学研究院（IUF）资助、ERC Generator 资助，还有由里尔大学资助的国际讲席 Will 资助。
- 利益冲突：迈克尔?鲍多因拥有 4 项关于声学镊子的未授权专利。
