在不久的將來,微型機(jī)器人可能會在我們的身體內(nèi)輸送藥物,但在實現(xiàn)這一設(shè)想之前,還有一些障礙需要清除?,F(xiàn)在,研究人員已經(jīng)開發(fā)出了“開瓶器”微型機(jī)器人,它可以鉆入癌細(xì)胞內(nèi),并在落下藥物有效載荷的同時保持快速,防止藥物被血液或其他液體沖走。
如果藥物被直接送達(dá)目標(biāo)組織,那么藥物的效果會更好。但不幸的是,身體是一個動態(tài)的環(huán)境,藥物可以被分散,使藥物在靶區(qū)的作用力降低,并在健康組織中引發(fā)不必要的副作用。眾所周知,化療藥物在體內(nèi)肆虐是眾所周知的。
近年來,科學(xué)家們一直在嘗試使用微型機(jī)器人將藥物準(zhǔn)確地送到需要的地方。為了做到這一點,微型機(jī)器人需要在那個地方停留一定的時間。但這本身就是一個挑戰(zhàn),因為體液往往會把它們推來推去。而這正是韓國大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所(DGIST)的研究人員所解決的問題。
之前的一些微型機(jī)器人是通過醫(yī)生從體外施加的磁場將其固定在原地。但在新研究中,該團(tuán)隊設(shè)計了一種不需要長時間維持磁場就能保持自身的機(jī)器人。新的微型機(jī)器人的形狀像一個開瓶器,頂端有針頭。外部涂有一層鎳和氧化鈦的涂層,使其能夠被磁力引導(dǎo)。然后,藥物可以被裝入針頭內(nèi),并進(jìn)入“開瓶器”支架的孔隙中。
其原理是,醫(yī)生利用磁場將機(jī)器人引導(dǎo)到人體所需的位置,一旦它到了那里,它就會刺入目標(biāo)細(xì)胞。這樣,它就可以一直待在那里,直到任務(wù)完成。研究人員在充滿液體的腔體中測試了微型機(jī)器人,引導(dǎo)它們附著在組織樣本上。當(dāng)手動操縱磁場時,需要55秒,但一個專門設(shè)計的自動瞄準(zhǔn)系統(tǒng)只需7秒就能完成。
之后,研究小組發(fā)現(xiàn),需要以每秒480毫米的流速才能將針頭移開。這在某些地方會很好地發(fā)揮作用----例如,小動脈血管的流速約為每秒100毫米--但較大的靜脈和動脈可以施加更大的壓力。在另一項實驗中,該團(tuán)隊在人類大腸癌細(xì)胞上測試了這一設(shè)計。果然,微型機(jī)器人能夠有效地瞄準(zhǔn)并殺死細(xì)胞。
雖然它在人類身上的應(yīng)用還有很長的路要走,但該團(tuán)隊表示,下一步要想辦法把更多的藥物裝到微型機(jī)器人上,并開發(fā)出更好的控制磁場來引導(dǎo)它。
這項研究發(fā)表在《JournalofAdvancedHealthcareMaterials》雜志上。