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仿白细胞微型机器人可在血管中快速逆行

时间:2020-06-03 14:17:49 来源:科技日报

  近日,德国马克斯·普朗克智能系统研究所成功开发出一种与白细胞相似的微型机器人,并在磁场的导航控制下实现了在模拟血管中快速逆行,为将来通过微型机器人将药物运送到患者病灶深处铺平了道路。

  当前的微型机器人大多只能到达可以观察到或相对容易接近的组织(例如胃肠道)。如何让微型机器人克服黏滞力,到达体内深处,并在人体复杂环境中实现精准操控,是靶向药物精准输送研究面临的重大挑战。

  白细胞是血液中唯一有活跃移动能力的细胞,能够进入血管周围组织内,并在其中游走。受此启发,德国马克斯·普朗克智能系统研究所的科学家以白细胞为模型,成功开发出一款微型机器人,其大小,形状和活动性与白细胞相似。在实验室模拟血管的环境下,可以携带抗癌药物,在人工操纵下较快地进行有目的的运动。

  该机器人直径约8微米,由微小的玻璃颗粒组成,镍金材料制成的磁性纳米膜覆盖在球形微型机器人的一侧,可以发现癌细胞的特殊分子作为癌症药物附着在另一侧。在模拟血管中,研究人员成功操纵微型机器人快速运动,运动速度可达每秒600微米,大约是其体长的76倍。

  论文第一作者尤努斯·阿拉潘博士说:“借助磁场,我们的微型机器人可以在导航控制下逆流穿过模拟血管,由于血液流动和密集的细胞环境,这是一个挑战。此前还没有类似微型机器人能够承受这样的流体。但是我们做到了!此外,我们的机器人还可以独立识别它们感兴趣的细胞,例如癌细胞。它们之所以可以这样是因为我们用细胞特异性抗体包裹着它们。这样就可以在运动中(精准地)释放药物分子。”

  微型机器人的项目负责人、马克斯·普朗克智能系统研究所物理智能部主任梅丁·西蒂教授表示:“我们的愿景是创建用于微创及靶向药物输送的下一代运输工具,它们可以(像白细胞一样穿过血管)进一步渗透到体内,使难以到达的区域更容易被接近。”


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编辑: 刘坤媛
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