《電子技術(shù)應(yīng)用》
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微型機(jī)器人可在人體血管中游泳

2017-08-26

  最近,中國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)主導(dǎo)研發(fā)了一種新型機(jī)器人,可以在人的血管中游泳,進(jìn)行靶向藥物治療。本文編譯自New Scientist發(fā)表的題為“Tiny robots swim the front crawl through your veins”的文章。下面就隨醫(yī)療電子小編一起來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

  它不是游泳健將邁克爾·菲爾普斯,但是,這個(gè)微型磁性機(jī)器人能夠以每秒10微米的速度在液體中前行。它體積很小,而且足夠強(qiáng)大,可以通過更粘稠的液體,如血液,從人類的靜脈內(nèi)部輸送藥物。

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  自由泳是人類游泳的最快方式。所以中國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)的Tianlong Li和他的同事們讓游戲機(jī)器人模仿這個(gè)動(dòng)作。

  每個(gè)納米游泳者長(zhǎng)5米,具有三個(gè)主要部分,如兩個(gè)銀鉸鏈的香腸連接在一起。它的主體由金制成,兩側(cè)是由鎳制成的兩個(gè)磁性臂,并向微型機(jī)器人施加磁場(chǎng)使臂移動(dòng)。

  隨著研究人員來回切換磁場(chǎng)的方向,納米游泳者的手臂會(huì)旋轉(zhuǎn)并向前推進(jìn),就像人類游泳者進(jìn)行自由泳時(shí)在前方爬行的手臂一樣。

  加拿大多倫多大學(xué)的埃里克·迪勒(Eric Diller)表示:“由于其速度和體積很小,與血管大小相同,因此這項(xiàng)發(fā)明令人激動(dòng)。它足夠小,基本上可以去人體內(nèi)的任何地方?!?/p>

  因?yàn)轶w液比水更粘稠,難以游泳前進(jìn),研究人員也在血清中測(cè)試了他們的納米游泳者。機(jī)器人每秒只能游泳5.5微米,但仍比其他類似的微型機(jī)器要快。

  對(duì)于沒有侵入性手術(shù)的靶向藥物輸送,這些納米游泳者可以用藥物涂覆并注射到血流中,其軌跡可以通過外部磁場(chǎng)大致控制。

  因?yàn)轶w積很小,單個(gè)納米游泳者將無法攜帶足夠的藥物來實(shí)際幫助?!耙苍S得用一千個(gè)機(jī)器人,”迪勒說,“我們沒有辦法跟蹤所有這些機(jī)器人,因此有很多關(guān)于安全性和毒性的問題。”

  未來,這些微型機(jī)器必須由生物降解材料制成,才能用于血液中。但是,Diller說,對(duì)于人體像尿路或眼球這樣不太復(fù)雜的地區(qū),臨床試驗(yàn)可以在未來五到十年內(nèi)開始進(jìn)行。將單個(gè)游泳者注入眼球,在那里可以直接將藥物直接遞送到視網(wǎng)膜,然后進(jìn)行移除手術(shù),這比讓一群游泳機(jī)器人進(jìn)入整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單多了。


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