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生物工程师罗伯特·兰格的职业生涯一直在寻找下一个“不大”的东西。他在“以小见大”方面取得了巨大成功，开创了纳米级医学的突破，以对抗癌症、精确给药和替换受损组织。这些以及他的其他各种成就上周[2月3日]在大西洋彼岸得到了认可，当时兰格被授予100万英镑（约合150万美元）的2015年伊丽莎白女王工程奖。该奖项的先前获得者包括蒂姆·伯纳斯·李和其他万维网的共同创造者。
兰格在化学、工程、医学和创业方面的道路始于四十多年前，他与已故的生物医学研究员犹大·福尔克曼合作，取得了一项突破，帮助分离出第一批阻止癌性肿瘤血管生成（新血管形成）的物质。后来，他开创了聚合物容器的开发，该容器可控制用于治疗癌症和精神疾病的大分子量药物的释放。
他与马萨诸塞州总医院的儿科外科医生约瑟夫·瓦坎蒂的合作帮助创造了可以将细胞输送到形成特定组织结构的合成聚合物。这一进展导致了一种新型人造皮肤的开发，该皮肤现已获得美国食品和药物管理局的批准，可用于烧伤患者和患有糖尿病皮肤溃疡的患者。
近年来，兰格最引人注目的项目之一是他对远程控制药物输送微芯片的研究。该芯片可以植入腹部或背部附近的皮肤下，旨在按需或按计划间隔储存和释放精确剂量的药物，最长可达16年。他共同创立了一家名为Microchips Biotech的初创公司，以实现该技术的商业化，首先从使女性能够调节生育能力的系统开始。激素储存在铂和钛密封件内，可以使用单个电流将其破坏以分配激素。避孕微芯片的临床试验计划于2016年进行。
兰格目前是麻省理工学院大卫·H·科赫研究所教授，也是大众科学顾问委员会的成员。这位纽约州奥尔巴尼人还曾担任美国食品药品监督管理局（FDA）科学委员会的成员，该机构的最高咨询委员会。他于1999年至2002年担任该委员会主席。
大众科学在兰格被提名为今年伊丽莎白女王工程奖获得者后不久与他进行了交谈。
[以下是经过编辑的访谈记录。]
您是否很兴奋能见到英国女王？
[笑] 我见过一些总统和一些国王，但从未见过英国女王。那会很有趣。安德鲁王子于[2月3日]在伦敦举行的活动中宣布了该奖项。对我来说，人们给予我这个荣誉，这非常好，而且是极大的荣誉。我想我会看到白金汉宫与白宫相比如何。
最初是什么让您假设用于癌症和糖尿病治疗的大分子可以通过聚合物膜，特别是在似乎没有人这样做的情况下？
其中一些可能是我天真。我不知道可以做什么或不能做什么。我没有读过说不可能做的文献。我很想给你一个像我有一个伟大的理论一样的解释——我确实有一些理论。我当时才25岁，认为很多事情都是有可能的。我尝试了数百种不同的技术。所以有些是爱迪生式的。这算是一种偶然的发现。我想我确实在脑海中，尽管从41年前回忆起来有点困难，想到最终变成微小、复杂、曲折、多孔的通道类型——这可能是可以实现的。
我主要记得只是好奇并尝试不同的事情。我真的想解决这个问题，因为我想分离出这种血管生成抑制剂。那是我作为犹大·福尔克曼博士后研究员的工作。我觉得如果我做不到这一点，我就无法开发出这个
生物测定法来研究血管生成。我需要能够缓慢释放与血管生成抑制剂大小相同的分子数周，以开发该生物测定法，从而研究血管生长并分离出第一种血管生成抑制剂——这就是推动整个事情的原因。最初并不是关于[治疗]特定疾病。
您为开发能够定时释放大分子药物的微型容器做了很多工作。您对将这些容器送到体内正确位置所需的推进和导航有什么看法？
我们尝试通过制造具有正确表面化学性质的容器来避免巨噬细胞 [攻击体内异物的细胞]，并将靶向正确细胞。您采取的方法取决于您想做什么。我们还使用磁力和超声波来控制注射到体内的物质的运动。与我的前博士后约瑟夫·科斯特[现任以色列本古里安大学工程学院院长]合作，我们特别研究了磁力，以使药物通过其聚合物容器中的孔。
就实际应用而言，我的感觉是应该[更简单地]做事。例如，如果您可以充分装饰材料以创建将其带到正确位置的表面化学物质，那么从安全角度来看会更好。那么问题是：在疗效方面，这是否足够好？
您还与同事合作开发了旨在通过吞服胶囊而不是注射来给药（例如胰岛素）的技术。这项工作进展如何，它如何与您的定时释放聚合物工作联系起来？
这项技术正在由一家名为Entrega的公司开发，该公司基于我的前学生之一萨米尔·米特拉戈特里[现任加州大学圣塔芭芭拉分校化学工程教授]和一位前博士后凯瑟琳·怀特黑德[目前是卡内基梅隆大学的助理教授]开发的技术。我是科学顾问委员会主席。该技术正在进行动物试验，但进展顺利。
他们目前正在研究的关键问题是提高生物利用度和在越来越大的动物身上进行测试。我说的生物利用度是指当我给您药物时（例如口服），实际上有多少进入血液？如果您静脉注射，则100％会进入。但是，特别是对于大分子药物而言，问题之一是进入的量会更少。这就是Entrega希望解决的问题。
盖茨基金会一直是微芯片的主要资金来源，去年向该初创公司提供了460万美元的资金，以进一步开发使女性能够调节生育能力的个人系统。该项目的状况如何？
盖茨基金会为这项工作提供了两笔超过600万美元的赠款，我认为很快会有第三笔赠款。微芯片正在开发中，尽管尚未获得批准。已经取得了非常好的进展，他们正在研究系统的设计、系统的释放动力学、动物测试和稳定性配方。
我想最大的挑战是使动力学以正确的方式进行。 [每个植入物包含200个微型储液罐——小的、密封的药物隔间——每个隔间最多可容纳1毫克。]从理论上讲，您希望每个储液罐释放30天。并且您希望使用尽可能小、尽可能便宜并且可以包装尽可能多药物的设备来做到这一点。当您这样做时，您能否确保例如芯片中的每个储液罐在一个月的时间内以绝对恒定的速率释放药物，直到所有药物都用完？这可能意味着您的芯片必须稍微大一些，因此您正在与这些问题作斗争。
关于基于微芯片的植入物，您能否在植入后与它们进行通信，或者它们是否必须在手术前进行预编程？
您可以对其进行预编程——设备的芯片中有一个小的计算机程序。如果您使用有源芯片，您还可以向其发送更改程序的信号。通过该方法，可以确保加密和其他安全性，从而出现各种警报和鸣响。在自然杂志上与[麻省理工学院工程学教授]迈克尔·西玛和我们的学生约翰·桑蒂尼一起发表的一篇论文中，我们描述了如何向芯片发送信号，以受控、精确的方式移除储液罐盖，也许就像保险丝以受控的方式熔断一样。这种类型的芯片目前正在进行人体试验，并且迄今为止已被证明非常安全有效。[大众科学是自然出版集团的一部分。]
我们还在自然材料杂志上发表了一种使用我所谓的被动芯片的方法，该芯片是预先编程的，并且完全可生物降解。外壳将根据您使用的聚合物而溶解，您可以通过更改聚合物的分子量来调节该过程。
除了调节生育能力外，这项技术如何用于治疗其他疾病？
您可能还希望微芯片给药多种药物，以创建针对癌症的联合疗法，例如，使用抗癌治疗方法BiCNU和替莫唑胺。您将对芯片进行编程，以在特定的时间间隔释放每种药物，几乎就像个性化医疗一样。我们还正在研究将该芯片作为一种向骨质疏松症或糖尿病患者给药的方法。疫苗是另一种可能性，具体取决于成本。有些人与我们联系，希望提供多种类型的RNAi [RNA干扰]，作为关闭某些遗传途径的方法。这些尚未进入临床试验，但将来有一天会进行某种形式的试验，无论是我们还是其他人。
鉴于您曾担任美国食品药品监督管理局（FDA）科学委员会主席的背景，您认为谁将成为奥巴马总统新发起的精准医疗计划的带头人？
我认为这个人必须是一位伟大的科学家，拥有临床背景，并且是一位非常优秀的领导者。当我回顾政府项目中优秀的领导者时，我认为哈罗德·瓦姆斯（Harold Varmus）[美国国家癌症研究所所长] 是一个非常出色的例子，他在领导美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）方面做得非常出色。他非常聪明，深思熟虑且具有远见卓识。当然还有其他人，但当我回顾那些真正优秀的政府人员时，比如哈罗德，还有[美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)所长] 安东尼·福奇（Tony Fauci），他们也是很好的例子，我认为应该在医疗中心和医院找到那些真正杰出的研究人员，而且他们还具备非常好的领导能力。
回到您在美国食品药品监督管理局（FDA）的经历，该机构在多大程度上考虑其顾问委员会的建议？以及如何更好地利用他们的知识？
当然，当我在1995年至2002年期间在那里工作时，我认为他们充分利用了科学委员会。事实上，他们让各个主要部门的负责人来参加会议，所以我认为他们非常重视这一点。我们希望他们使用的科学尽可能地现代化和最新。有时我们会请外部人员来谈论新的科学进展，我认为他们对此表示欢迎。
您的职业生涯涵盖了工程、生物化学、材料科学和商业/创业等领域。您会向目前对科学、技术、工程和数学（STEM）感兴趣的学生推荐这种跨学科的道路吗？为什么？
人们最终会在实践中学习，所以你只需要为他们创造机会。我仍然觉得最重要的事情是学习基础知识。然后我认为你应该追随你的热情——无论你的热情是什么，你就应该去做什么。我不认为有什么特定的公式或某人必须做的某件事。学习基础知识，追随你的内心，找到你真正热爱的东西，然后就去工作。