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受细菌启发,全新可变形医疗微型机器人

作者: 刘洋 2016-07-29
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来源:TechNews #微型机器人# #变形#
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在科技持续追求微型化的趋势下,奈米机器人至今依然热度不减。医疗领域中,从设计成可以吞咽,到在血液中游动的实验机器人,都包含在研究范围内。但最令人头痛的问题之一,在于如何控制释放出去的微型机器人。于是瑞士的洛桑联邦理工学院(EPFL)与苏黎世联邦理工学院(ETHZ)合作团队便挺身而出,发明了一种新型态的微型机器人,很有可能在帮助药物投送到人体中,迈出划时代的第一步。
合作团队在投稿《Nature Communications》的研究中指出,这款机器人原型是柔软、可伸缩且不具动力的。他们是受到现实中微生物的启发,尤其是布氏锥虫(Trypanosoma brucei,一种会散播非洲嗜睡症的寄生原虫),于是设计出这款微型机器人。它拥有两种造型,一种是平整的头部搭配螺旋状的尾部;另一种则是单一完整的细小螺旋状构造。由具有生物相容性的聚合物和水凝胶制成,搭配状态良好的氧化铁,能够对磁性产生反应。目前团队已经制造出 500μm(微米)宽的成品,可以透过电磁场控制它。

目前研究人员正在测试各种配置,利用新的制造技术,致力让微型机器人不但能移动,而且还要快速量产。透过切换电磁场的方向,可以引导在实验液槽中的机器人移动。当一整群机器人抵达目标时,它们还能因应周围环境温度变形。在这篇研究的案例中,研究人员使用特定的非游离波长雷射,让周围温度升高到 40℃,大约是严重发烧的程度,微型机器人的弹性系数随即发生变化,能够平展开来,在血液中释放亲水成分。

该等级的医疗微型机器人能广泛运用在输送药物、显微手术及清理动脉阻塞等方面。当前医疗科技的进步,让我们已经有能力在身体特定范围施展高度针对性的治疗,以及执行某些类型的修复或疗程,而不会造成额外创伤,这些都驱使相关研究不断持续进行。

在化疗中,所需要面对最严峻的挑战之一,就是如何将抗癌药物直接投放在癌细胞生长的部位而不损害周围健康的组织。通常一系列专门用来杀死癌细胞的化学疗程,效果相对快速,可是为了除去癌细胞而投入高剂量的药物,同时也会杀死许多正常细胞。现今,高度针对特定部位的疗法对部分癌症有效,但前提是癌细胞生长的组织必须是隔离孤立的,让治疗能在局部范围施展。有了微型机器人,可提升将针对性的药物疗施放到具体位置的能力,显著改善某些类型癌症的死亡率。
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来源:TechNews #微型机器人# #变形#
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