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智东西 10-17

翻滚吧!机器人!普渡大学微型机器人输药已进入动物实验阶段

智东西(公众号:zhidxcom)

编 | 子佩

智东西 10 月 16 日消息,普渡大学在 Micromachines 期刊发表研究,首次证明微型机器人可以通过后翻滚等动作,避免生物系统运动对药物运输的影响,并已经在动物实验中验证成功。

▲动物结肠中的微型机器人

通过微型机器人直接将药物送到人体目标部位,可以避免药物沿途与其他器官相互作用而引起如胃出血等负面影响,但由于结肠等器官的自主运动,微型机器人难以保持原定轨迹运输药物到目标部位。

为了解决这个问题,普渡大学的研究人员试图通过对微型机器人施加旋转的外部磁场,以此控制微型机器人行动轨迹。机械工程系副教授 David Cappelleri 说道,通过这些外部磁场不仅能为无法携带电池的微型机器人供电,还能安全地穿透人体中不同介质,帮助微型机器人们像越野车开过崎岖山地一样越过人体内部复杂的 " 地形 "。

▲普渡大学实验图像

研究人员首先选择易于进入的结肠作为实验对象,但这一过程也并不平坦。

生物医学工程系的 Luis Solorio 表示,在结肠中的微型机器人就像走在机场中的传送带上一样,不仅地面在动,周围的人也在动,但它的目标方向却与地板和行人都相反。

但尽管如此,旋转磁场还是成功地让微型机器人完成逆流而上的旅程。研究人员在已麻醉的小鼠的结肠中进行了体内实验,并通过超声波设备实时检测微型机器人的运动情况,得到了符合预期的结果。

除此之外,微型机器人还可能在与人类内脏结构相似的猪的结肠中通过滚翻等动作完成运输。

带领团队攻克机器人药物运输问题的生物医学工程系 Craig Goergen 表示,如果要在大型动物或人类体内运输药物,至少需要数十个机器人,但同时也意味着,机器人可以携带不同药物运输到不同地点。

在解决机器人如何到达指定地点后,Solorio 带领的实验室还测试了机器人携带以及释放药物的能力。研究人员在微型机器人中添加荧光的模拟药物,微型机器人成功地以翻滚的方式达到目标地点,且在一个小时后药物逐渐在小鼠体内扩散。

Solorio 说," 因为微型机器人配有防止药物脱落的聚合物涂层。所以我们能引导微型机器人到目标位置,然后按我们要求的时间缓慢释放出来。"

研究人员认为,微型机器人除了可以作为药物输送工具之外,还可以作为诊断工具。

Goergen 说:" 从诊断的角度来看,通过这些微型机器人进行检测,可以防止肠镜检查所带来的不适。它们也可以在不需传统肠镜检查的情况下,为人体输药。"

来源:TechExplore,ScienceDaily

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