受細(xì)菌啟發(fā),全新可變形醫(yī)療微型機(jī)器人
來源:TechNews
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在科技持續(xù)追求微型化的趨勢(shì)下,奈米機(jī)器人至今依然熱度不減。醫(yī)療領(lǐng)域中,從設(shè)計(jì)成可以吞咽,到在血液中游動(dòng)的實(shí)驗(yàn)機(jī)器人,都包含在研究范圍內(nèi)。但最令人頭痛的問題之一,在于如何控制釋放出去的微型機(jī)器人。于是瑞士的洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETHZ)合作團(tuán)隊(duì)便挺身而出,發(fā)明了一種新型態(tài)的微型機(jī)器人,很有可能在幫助藥物投送到人體中,邁出劃時(shí)代的第一步。
合作團(tuán)隊(duì)在投稿《Nature Communications》的研究中指出,這款機(jī)器人原型是柔軟、可伸縮且不具動(dòng)力的。他們是受到現(xiàn)實(shí)中微生物的啟發(fā),尤其是布氏錐蟲(Trypanosoma brucei,一種會(huì)散播非洲嗜睡癥的寄生原蟲),于是設(shè)計(jì)出這款微型機(jī)器人。它擁有兩種造型,一種是平整的頭部搭配螺旋狀的尾部;另一種則是單一完整的細(xì)小螺旋狀構(gòu)造。由具有生物相容性的聚合物和水凝膠制成,搭配狀態(tài)良好的氧化鐵,能夠?qū)Υ判援a(chǎn)生反應(yīng)。目前團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造出 500μm(微米)寬的成品,可以透過電磁場(chǎng)控制它。
目前研究人員正在測(cè)試各種配置,利用新的制造技術(shù),致力讓微型機(jī)器人不但能移動(dòng),而且還要快速量產(chǎn)。透過切換電磁場(chǎng)的方向,可以引導(dǎo)在實(shí)驗(yàn)液槽中的機(jī)器人移動(dòng)。當(dāng)一整群機(jī)器人抵達(dá)目標(biāo)時(shí),它們還能因應(yīng)周圍環(huán)境溫度變形。在這篇研究的案例中,研究人員使用特定的非游離波長雷射,讓周圍溫度升高到 40℃,大約是嚴(yán)重發(fā)燒的程度,微型機(jī)器人的彈性系數(shù)隨即發(fā)生變化,能夠平展開來,在血液中釋放親水成分。
該等級(jí)的醫(yī)療微型機(jī)器人能廣泛運(yùn)用在輸送藥物、顯微手術(shù)及清理動(dòng)脈阻塞等方面。當(dāng)前醫(yī)療科技的進(jìn)步,讓我們已經(jīng)有能力在身體特定范圍施展高度針對(duì)性的治療,以及執(zhí)行某些類型的修復(fù)或療程,而不會(huì)造成額外創(chuàng)傷,這些都驅(qū)使相關(guān)研究不斷持續(xù)進(jìn)行。
在化療中,所需要面對(duì)最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一,就是如何將抗癌藥物直接投放在癌細(xì)胞生長的部位而不損害周圍健康的組織。通常一系列專門用來殺死癌細(xì)胞的化學(xué)療程,效果相對(duì)快速,可是為了除去癌細(xì)胞而投入高劑量的藥物,同時(shí)也會(huì)殺死許多正常細(xì)胞?,F(xiàn)今,高度針對(duì)特定部位的療法對(duì)部分癌癥有效,但前提是癌細(xì)胞生長的組織必須是隔離孤立的,讓治療能在局部范圍施展。有了微型機(jī)器人,可提升將針對(duì)性的藥物療施放到具體位置的能力,顯著改善某些類型癌癥的死亡率。

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