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生物工程師羅伯特·蘭格的職業生涯一直在尋找下一個“不大”的東西。他在“以小見大”方面取得了巨大成功，開創了納米級醫學的突破，以對抗癌症、精確給藥和替換受損組織。這些以及他的其他各種成就上週[2月3日]在大西洋彼岸得到了認可，當時蘭格被授予100萬英鎊（約合150萬美元）的2015年伊麗莎白女王工程獎。該獎項的先前獲得者包括蒂姆·伯納斯·李和其他全球資訊網的共同創造者。
蘭格在化學、工程、醫學和創業方面的道路始於四十多年前，他與已故的生物醫學研究員猶大·福爾克曼合作，取得了一項突破，幫助分離出第一批阻止癌性腫瘤血管生成（新血管形成）的物質。後來，他開創了聚合物容器的開發，該容器可控制用於治療癌症和精神疾病的大分子量藥物的釋放。
他與馬薩諸塞州總醫院的兒科外科醫生約瑟夫·瓦坎蒂的合作幫助創造了可以將細胞輸送到形成特定組織結構的合成聚合物。這一進展導致了一種新型人造皮膚的開發，該皮膚現已獲得美國食品和藥物管理局的批准，可用於燒傷患者和患有糖尿病皮膚潰瘍的患者。
近年來，蘭格最引人注目的專案之一是他對遠端控制藥物輸送微晶片的研究。該晶片可以植入腹部或背部附近的皮膚下，旨在按需或按計劃間隔儲存和釋放精確劑量的藥物，最長可達16年。他共同創立了一家名為Microchips Biotech的初創公司，以實現該技術的商業化，首先從使女效能夠調節生育能力的系統開始。激素儲存在鉑和鈦密封件內，可以使用單個電流將其破壞以分配激素。避孕微晶片的臨床試驗計劃於2016年進行。
蘭格目前是麻省理工學院大衛·H·科赫研究所教授，也是大眾科學顧問委員會的成員。這位紐約州奧爾巴尼人還曾擔任美國食品藥品監督管理局（FDA）科學委員會的成員，該機構的最高諮詢委員會。他於1999年至2002年擔任該委員會主席。
大眾科學在蘭格被提名為今年伊麗莎白女王工程獎獲得者後不久與他進行了交談。
[以下是經過編輯的訪談記錄。]
您是否很興奮能見到英國女王？
[笑] 我見過一些總統和一些國王，但從未見過英國女王。那會很有趣。安德魯王子於[2月3日]在倫敦舉行的活動中宣佈了該獎項。對我來說，人們給予我這個榮譽，這非常好，而且是極大的榮譽。我想我會看到白金漢宮與白宮相比如何。
最初是什麼讓您假設用於癌症和糖尿病治療的大分子可以透過聚合物膜，特別是在似乎沒有人這樣做的情況下？
其中一些可能是我天真。我不知道可以做什麼或不能做什麼。我沒有讀過說不可能做的文獻。我很想給你一個像我有一個偉大的理論一樣的解釋——我確實有一些理論。我當時才25歲，認為很多事情都是有可能的。我嘗試了數百種不同的技術。所以有些是愛迪生式的。這算是一種偶然的發現。我想我確實在腦海中，儘管從41年前回憶起來有點困難，想到最終變成微小、複雜、曲折、多孔的通道型別——這可能是可以實現的。
我主要記得只是好奇並嘗試不同的事情。我真的想解決這個問題，因為我想分離出這種血管生成抑制劑。那是我作為猶大·福爾克曼博士後研究員的工作。我覺得如果我做不到這一點，我就無法開發出這個
生物測定法來研究血管生成。我需要能夠緩慢釋放與血管生成抑制劑大小相同的分子數週，以開發該生物測定法，從而研究血管生長並分離出第一種血管生成抑制劑——這就是推動整個事情的原因。最初並不是關於[治療]特定疾病。
您為開發能夠定時釋放大分子藥物的微型容器做了很多工作。您對將這些容器送到體內正確位置所需的推進和導航有什麼看法？
我們嘗試透過製造具有正確表面化學性質的容器來避免巨噬細胞 [攻擊體內異物的細胞]，並將靶向正確細胞。您採取的方法取決於您想做什麼。我們還使用磁力和超聲波來控制注射到體內的物質的運動。與我的前博士後約瑟夫·科斯特[現任以色列本古裡安大學工程學院院長]合作，我們特別研究了磁力，以使藥物透過其聚合物容器中的孔。
就實際應用而言，我的感覺是應該[更簡單地]做事。例如，如果您可以充分裝飾材料以建立將其帶到正確位置的表面化學物質，那麼從安全形度來看會更好。那麼問題是：在療效方面，這是否足夠好？
您還與同事合作開發了旨在透過吞服膠囊而不是注射來給藥（例如胰島素）的技術。這項工作進展如何，它如何與您的定時釋放聚合物工作聯絡起來？
這項技術正在由一家名為Entrega的公司開發，該公司基於我的前學生之一薩米爾·米特拉戈特里[現任加州大學聖塔芭芭拉分校化學工程教授]和一位前博士後凱瑟琳·懷特黑德[目前是卡內基梅隆大學的助理教授]開發的技術。我是科學顧問委員會主席。該技術正在進行動物試驗，但進展順利。
他們目前正在研究的關鍵問題是提高生物利用度和在越來越大的動物身上進行測試。我說的生物利用度是指當我給您藥物時（例如口服），實際上有多少進入血液？如果您靜脈注射，則100％會進入。但是，特別是對於大分子藥物而言，問題之一是進入的量會更少。這就是Entrega希望解決的問題。
蓋茨基金會一直是微晶片的主要資金來源，去年向該初創公司提供了460萬美元的資金，以進一步開發使女效能夠調節生育能力的個人系統。該專案的狀況如何？
蓋茨基金會為這項工作提供了兩筆超過600萬美元的贈款，我認為很快會有第三筆贈款。微晶片正在開發中，儘管尚未獲得批准。已經取得了非常好的進展，他們正在研究系統的設計、系統的釋放動力學、動物測試和穩定性配方。
我想最大的挑戰是使動力學以正確的方式進行。 [每個植入物包含200個微型儲液罐——小的、密封的藥物隔間——每個隔間最多可容納1毫克。]從理論上講，您希望每個儲液罐釋放30天。並且您希望使用盡可能小、儘可能便宜並且可以包裝儘可能多藥物的裝置來做到這一點。當您這樣做時，您能否確保例如晶片中的每個儲液罐在一個月的時間內以絕對恆定的速率釋放藥物，直到所有藥物都用完？這可能意味著您的晶片必須稍微大一些，因此您正在與這些問題作鬥爭。
關於基於微晶片的植入物，您能否在植入後與它們進行通訊，或者它們是否必須在手術前進行預程式設計？
您可以對其進行預程式設計——裝置的晶片中有一個小的計算機程式。如果您使用有源晶片，您還可以向其傳送更改程式的訊號。透過該方法，可以確保加密和其他安全性，從而出現各種警報和鳴響。在自然雜誌上與[麻省理工學院工程學教授]邁克爾·西瑪和我們的學生約翰·桑蒂尼一起發表的一篇論文中，我們描述瞭如何向晶片傳送訊號，以受控、精確的方式移除儲液罐蓋，也許就像保險絲以受控的方式熔斷一樣。這種型別的晶片目前正在進行人體試驗，並且迄今為止已被證明非常安全有效。[大眾科學是自然出版集團的一部分。]
我們還在自然材料雜誌上發表了一種使用我所謂的被動晶片的方法，該晶片是預先程式設計的，並且完全可生物降解。外殼將根據您使用的聚合物而溶解，您可以透過更改聚合物的分子量來調節該過程。
除了調節生育能力外，這項技術如何用於治療其他疾病？
您可能還希望微晶片給藥多種藥物，以建立針對癌症的聯合療法，例如，使用抗癌治療方法BiCNU和替莫唑胺。您將對晶片進行程式設計，以在特定的時間間隔釋放每種藥物，幾乎就像個性化醫療一樣。我們還正在研究將該晶片作為一種向骨質疏鬆症或糖尿病患者給藥的方法。疫苗是另一種可能性，具體取決於成本。有些人與我們聯絡，希望提供多種型別的RNAi [RNA干擾]，作為關閉某些遺傳途徑的方法。這些尚未進入臨床試驗，但將來有一天會進行某種形式的試驗，無論是我們還是其他人。
鑑於您曾擔任美國食品藥品監督管理局（FDA）科學委員會主席的背景，您認為誰將成為奧巴馬總統新發起的精準醫療計劃的帶頭人？
我認為這個人必須是一位偉大的科學家，擁有臨床背景，並且是一位非常優秀的領導者。當我回顧政府專案中優秀的領導者時，我認為哈羅德·瓦姆斯（Harold Varmus）[美國國家癌症研究所所長] 是一個非常出色的例子，他在領導美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）方面做得非常出色。他非常聰明，深思熟慮且具有遠見卓識。當然還有其他人，但當我回顧那些真正優秀的政府人員時，比如哈羅德，還有[美國國家過敏和傳染病研究所(NIAID)所長] 安東尼·福奇（Tony Fauci），他們也是很好的例子，我認為應該在醫療中心和醫院找到那些真正傑出的研究人員，而且他們還具備非常好的領導能力。
回到您在美國食品藥品監督管理局（FDA）的經歷，該機構在多大程度上考慮其顧問委員會的建議？以及如何更好地利用他們的知識？
當然，當我在1995年至2002年期間在那裡工作時，我認為他們充分利用了科學委員會。事實上，他們讓各個主要部門的負責人來參加會議，所以我認為他們非常重視這一點。我們希望他們使用的科學儘可能地現代化和最新。有時我們會請外部人員來談論新的科學進展，我認為他們對此表示歡迎。
您的職業生涯涵蓋了工程、生物化學、材料科學和商業/創業等領域。您會向目前對科學、技術、工程和數學（STEM）感興趣的學生推薦這種跨學科的道路嗎？為什麼？
人們最終會在實踐中學習，所以你只需要為他們創造機會。我仍然覺得最重要的事情是學習基礎知識。然後我認為你應該追隨你的熱情——無論你的熱情是什麼，你就應該去做什麼。我不認為有什麼特定的公式或某人必須做的某件事。學習基礎知識，追隨你的內心，找到你真正熱愛的東西，然後就去工作。