科學家研發了一種比細菌還小的微型機器人,可在眼球中“遊動”治病_風聞
造就-造就官方账号-发现创造力2019-03-28 14:00
你知道那些有時在你眼前飄來飄去的小斑點或者浮游物嗎?不久後,那些可能是機器人。
一支由醫學研究人員組成的國際團隊公佈了新一類的醫用納米機器人,能在緻密的眼球玻璃體中“遊動”,其形狀如同螺旋槳,用於將藥物輸送到眼睛中的精確位置。
到目前為止,這些納米機器人只在模型系統和動物眼球中進行了測試,但最終將在醫院部署,為醫生提供一個治療各種眼科疾病的新方法。
這些機器人由德國斯圖加特的馬克斯普朗克智能系統研究所開發,丹麥和中國的研究人員參與了這項研究。發表在《Science Advances》雜誌上的一篇論文公佈了這項新興技術的細節。
之前已經有了在身體其他部位活動的納米機器人,但普朗克研究所的這些機器人是第一種專門用於人類眼球的納米機器人。該項目是一項大型計劃的一部分。這項計劃的目標是設計能在緻密生物組織內部實現精準藥物輸送的微型機器人。
這些眼球機器人很小,用顯微鏡才看得見。它們寬約500納米,差不多是人類頭髮直徑的200分之一。研究人員説,它們比大多數細菌都更小,這樣的大小才適合在複雜的眼球分子矩陣中游來游去。
那些機器人的運動方式如同螺旋開瓶器,設計上的一大挑戰是設法讓它們不被眼球的生物分子網纏住。其解決方法涉及添加一種不沾塗層。普朗克團隊求助於植物界以解決這個問題。
“對於那種塗層,我們向大自然尋求靈感,”這項研究的第一作者吳志廣(Zhiguang Wu,音譯)在聲明中説,“我們應用了在肉食性植物豬籠草上發現的一種液體。豬籠草通過其光滑的表面來捕捉昆蟲。”
吳志廣説,利用這種液體合成的不沾塗層類似於特氟龍不沾鍋塗層。
“這種光滑的塗層對機器人在眼睛內部的有效推進至關重要,”他説,“因為玻璃體生物蛋白網絡和納米機器人表面之間的粘着力被降至最低。”
在運動時,這些眼球機器人依靠其他醫用納米機器人使用的一個標準系統:磁場。每個機器人都擁有螺旋槳形狀的元件,裏面有微小的金屬粒子。那些粒子會對醫生控制的外部磁場作出反應,最終將機器人引導至眼睛中的預定位置。
為了測試這項新技術,普朗克團隊利用解剖的豬眼進行了一系列實驗。他們使用一根細針,把數以萬計的納米機器人注入眼球的玻璃體中,然後利用磁場,使每個機器人的納米螺旋槳轉動起來,將這支機器人大軍引導至視網膜。
這項研究的下一步將是讓納米機器人攜帶不同的藥物進行測試。研究人員的想法是把納米機器人大軍部署到眼球,在無需手術或者其他侵入式技術的情況下,對眼睛進行治療。
這項研究的合著者邱田(Tian Qiu,音譯)説:“我們希望把我們的納米機器人作為工具,對病灶難以抵達且被緻密組織包圍的各種疾病實施微創治療。”
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