普渡大學研發磁性微型機器人 可在結腸內「翻滾」釋放藥物

當涉及到限制副作用和增加有效性時,使用微小的機器人輸送藥物是很有前景的途徑,有些人採取了比其他更戲劇化的方法。普渡大學的科學家們已經來了一個後翻式微型機器人,它可以在需要的時候通過在結腸「翻滾」釋放有效載荷,同時由外部磁場控制。

普渡大學研發磁性微型機器人  可在結腸內「翻滾」釋放藥物

微小的機器人可以裝載治療藥物,發送到身體的精確位置,然後根據需要釋放藥物,這對許多疾病的治療來說意味着重大的事情,而且現在也並不缺乏創造性的解決方案。科學家已經研究過以開瓶器為靈感的機器人,它可以將癌細胞串起來,然後將藥物投放到里面,還有一些機器人可以爬行、滾動和跳躍,還有一些機器人可以像毛毛蟲一樣爬行。

早在2018年,普渡大學就開發出了一個磁性微型機器人,它通過翻滾運動,使其能夠克服不平坦的地形,甚至可以承擔陡峭的坡度,在乾燥的空氣和硅油中進行了演示。同一研究小組不斷改進該技術,目前已首次在生物組織中展示了其能力。

研究人員選擇結腸進行首次體內實驗,是因為結腸易於進入,同時也因為其混亂的性質帶來了獨特的挑戰。

普渡大學研發磁性微型機器人  可在結腸內「翻滾」釋放藥物

「在結腸周圍移動機器人就像在機場使用人行道,以更快地到達航站樓,」研究作者路易斯-索洛里奧說。「不僅地板在移動,而且你周圍的人也在移動。在結腸中,你有所有這些液體和材料沿着路徑跟隨,但機器人卻在朝相反的方向移動。這只是一個不容易的航程。」

該團隊能夠在麻醉下的小鼠結腸中展示其機器人,小機器上塗有模擬藥物,並通過直腸插入鹽水溶液內。該機器人由聚合物和金屬製成,不需要電池或電源,而是由來自人體外部的磁場來供電和控制,科學家們使用超聲波設備來觀察其運動。這些結果也在從豬身上取出的結腸中得到了復制,研究小組指出,這些結腸具有與人類相似的特徵。

「我們能夠獲得一個很好的,受控的藥物有效載荷釋放,」Solorio說。「這意味着我們有可能將微型機器人引導到身體的某個位置,讓它留在那里,然後讓藥物慢慢釋放出來。而且由於微機器人有一個聚合物塗層,藥物不會在到達目標位置之前脫落。」

除了遞送藥物,研究人員還認為,該機器人有朝一日可以在診斷應用中發揮作用,幫助收集組織。

該研究發表在《微機械》雜志上。

來源:cnBeta