这些“机器人”更像气泡而不是类人机器。你可能没看过1966年的科幻电影《神奇旅程》,在这部电影中,一个潜艇船员被缩小到显微镜下的尺寸,进入一名受伤科学家的体内修复他受损的大脑。但如果你看过,它可能会让你窥见一个不远的未来,那时微小的“机器人”将被部署来输送治疗药物,然后被身体吸收。
美国研究团队开发了一种直径与人类头发相当的微观气泡状机器人,可以携带药物和磁性纳米粒子,使科学家能够通过外部磁场将其引导到所需位置。当这些机器人到达目标位置后,它们会停留在那里,药物逐渐扩散出来。
研究作者、加州理工学院(Caltech)医疗工程专家魏高教授表示:“与其将药物注入体内让其四处扩散,我们现在可以直接引导我们的微机器人到达肿瘤部位,并以受控和高效的方式释放药物。”
科学家们在过去几十年里一直在尝试开发微或纳米机器人,但在通过血液、尿液或唾液等体液精确导航时遇到了挑战。此外,这些机器人(实际上是微小的气泡状球体而非金属类人机器人)必须不会在体内留下任何有毒残留物。
加州理工学院开发的这些机器人直径约为30微米——与人类头发的直径相当。研究合著者朱莉娅·格雷尔教授说:“这种特定的形状,这个球体,非常复杂,需要掌握一些技巧才能防止球体塌陷。我们不仅合成了含有所有生物功能化和所有医学必要元素的树脂,还能够以精确的球形写出必要的空腔。”
这些气泡设计有一个亲水的外表面,这意味着它们会被水吸引,防止在体内移动时聚集成团。同时,它们的内部是疏水的,即防水的。测试显示,它们可以在体内持续数天。
加州理工学院的研究团队成功地使用这些机器人向患有膀胱肿瘤的小鼠输送了药物。在21天内进行四次药物输送后,发现这种方法比另一种未通过机器人输送的疗法更有效地缩小了癌症。
魏高教授补充道:“我们认为这是一个非常有前景的药物输送和精确手术平台。展望未来,我们可以评估使用这个机器人作为平台,输送不同类型治疗负载或剂型,用于不同的疾病。从长远来看,我们希望在人体上进行测试。”
这项研究结果发表在《科学机器人》杂志上。
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