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微型機(jī)器人有朝一日將完全有可能將藥物送入人體

來(lái)源：cnBeta.COM ? 2019-05-30 11:24:40

據(jù)外媒報(bào)道，得益于近些年的科學(xué)研究，微型機(jī)器人有朝一日將完全有可能將藥物送入人體。近日，來(lái)自新南威爾士大學(xué)的最新研究成果則利用了類似于潛艇的上升和下沉系統(tǒng)然后依靠自己的動(dòng)力在人體內(nèi)四處游動(dòng)。

通常情況下，這一類的機(jī)器人的動(dòng)力都需要通過(guò)電磁線圈、嵌入的磁性粒子或光無(wú)線傳輸。這些微型機(jī)器人可以通過(guò)超聲波、光或紅外線熱等外部刺激來(lái)釋放它們的有效載荷。然而在最新的這研究中，研究小組希望設(shè)計(jì)出不需要這種外部控制的微型馬達(dá)。

該研究的通訊作者Kang Liang表示：“我們已經(jīng)知道，微型電機(jī)利用不同的外部驅(qū)動(dòng)力--比如光、熱或磁場(chǎng)--來(lái)(把機(jī)器人)主動(dòng)導(dǎo)航到特定的位置。在這項(xiàng)研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)的微型馬達(dá)不再依靠外部操縱。相反，它們利用了生物環(huán)境的變化來(lái)進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)航。”

據(jù)了解，這是通過(guò)一個(gè)受潛艇下沉和上升方式啟發(fā)的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。全尺寸的機(jī)器將水注入鎮(zhèn)流器使其向下下沉或注入空氣向上漂浮。微型潛艇則通過(guò)收集或釋放氣泡來(lái)做出同樣的事情。這種潛艇由金屬-有機(jī)框架(MOFs)組成，這是一種卷曲的材料，具有非常大的表面積，它可以在相對(duì)較小的物理空間內(nèi)容納大量的有效載荷。

微型潛艇收集或釋放的氣泡則是由一種生物活性酶產(chǎn)生。機(jī)器本身會(huì)對(duì)人體不同的pH值做出反應(yīng)--在酸性環(huán)境中，MOFs會(huì)抓住氣泡，幫助潛艇向上漂浮;當(dāng)pH值上升時(shí)，氣泡會(huì)被釋放，潛艇開(kāi)始下沉。

由于這個(gè)機(jī)制允許3D運(yùn)動(dòng)，所以研究小組認(rèn)為這將有助于引導(dǎo)微型潛艇到達(dá)酸性更強(qiáng)的癌細(xì)胞從而實(shí)現(xiàn)更精確的藥物運(yùn)送。另外，它們非常小，一顆可吞咽的膠囊可能容納下數(shù)百萬(wàn)個(gè)微型潛水艇，而每個(gè)潛水艇將攜帶數(shù)百萬(wàn)個(gè)藥物分子，所以它們擁有非常光明的應(yīng)用前景。

Liang表示:“想象一下，你吞下一個(gè)膠囊，目標(biāo)是胃腸道中的癌癥。一旦進(jìn)入胃腸道液體，攜帶藥物的微型潛艇就會(huì)被釋放。在液體中，它們可以移動(dòng)到上部或底部區(qū)域，這取決于病人(癌細(xì)胞)的方位。這些藥物顆?？梢员话┌Y部位的細(xì)胞內(nèi)化。一旦進(jìn)入細(xì)胞，它們就會(huì)被降解，進(jìn)而釋放出靶向性強(qiáng)、效率高的抗癌藥物。”

當(dāng)然，要使這些設(shè)備達(dá)到可供人類使用的標(biāo)準(zhǔn)還有大量的工作要做。此外它還有一個(gè)尷尬的要求，即病人要么站直、要么躺下指揮這些微型潛艇。

相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Materials Today》上。

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