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哈工大研发微型机器人可在人体血管中游泳:医疗价值很大
爬上海岸的鱼 2017-07-31
导语

中国哈尔滨工业大学主导研发了一种新型机器人,可以在人的血管中游泳,进行靶向药物治疗。

编者按:最近,中国哈尔滨工业大学主导研发了一种新型机器人,可以在人的血管中游泳,进行靶向药物治疗。本文编译自New Scientist发表的题为“Tiny robots swim the front crawl through your veins”的文章。

图:游泳健将迈克尔·菲尔普斯虽然游的快,但他不适应你的静脉

它不是游泳健将迈克尔·菲尔普斯,但是,这个微型磁性机器人能够以每秒10微米的速度在液体中前行。它体积很小,而且足够强大,可以通过更粘稠的液体,如血液,从人类的静脉内部输送药物。

自由泳是人类游泳的最快方式。所以中国哈尔滨工业大学的Tianlong Li和他的同事们让游戏机器人模仿这个动作。

每个纳米游泳者长5微米,具有三个主要部分,如两个银铰链的香肠连接在一起。它的主体由金制成,两侧是由镍制成的两个磁性臂,并向微型机器人施加磁场使臂移动。

随着研究人员来回切换磁场的方向,纳米游泳者的手臂会旋转并向前推进,就像人类游泳者进行自由泳时在前方爬行的手臂一样。

加拿大多伦多大学的埃里克·迪勒(Eric Diller)表示:“由于其速度和体积很小,与血管大小相同,因此这项发明令人激动。它足够小,基本上可以去人体内的任何地方。”

因为体液比水更粘稠,难以游泳前进,研究人员也在血清中测试了他们的纳米游泳者。机器人每秒只能游泳5.5微米,但仍比其他类似的微型机器要快。

对于没有侵入性手术的靶向药物输送,这些纳米游泳者可以用药物涂覆并注射到血流中,其轨迹可以通过外部磁场大致控制。

因为体积很小,单个纳米游泳者将无法携带足够的药物来实际帮助。“也许得用一千个机器人,”迪勒说,“我们没有办法跟踪所有这些机器人,因此有很多关于安全性和毒性的问题。”

未来,这些微型机器必须由生物降解材料制成,才能用于血液中。但是,Diller说,对于人体像尿路或眼球这样不太复杂的地区,临床试验可以在未来五到十年内开始进行。将单个游泳者注入眼球,在那里可以直接将药物直接递送到视网膜,然后进行移除手术,这比让一群游泳机器人进入整个循环系统简单多了。

文章链接:

Tianlong Li, et al, "Highly Efficient Freestyle Magnetic Nanoswimmer," Nano Lett., DOI:10.1021/acs.nanolett.7b02383

(本文来源:36Kr,作者郝鹏程;)

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作者 爬上海岸的鱼

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