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陈根:微型机器人探索癌症治疗,有新收获?

2020-05-07 13:46
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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文/陈根

微型机器人一直是探索癌症治疗,或者一些靶向治疗的一种针对性治疗技术,其中包括了基于4D打印技术的医疗技术方案。

虽然之前我们也听说过各种各样的“微型机器人”在医疗领域的探索,但日前科学家研发出一种新型微型电子机器人,并号称其是世界上最小的微型电子机器人。更重要的是,它的移动是通过射出双喷射气泡来实现的。

该装置采用了近10年前首次设想的推进系统,由德国开姆尼茨工业大学的Oliver G.Schmidt教授领导的国际团队开发。近日有关这项研究的论文发表在了《自然·电子学》杂志上。

从公布的信息来看,这款扁平的微型机器人长0.8毫米、宽0.8毫米、高0.14毫米,由一个外部发射器无线操控。接收到发射器发出的电信号后,机器人中央的感应线圈会加热两根卷状聚合物管子中的一根,这两根管子沿机器人顶部的两边纵向运行。

这两根管子不断地吸入过氧化氢/水溶液,机器人就被浸入其中。每个管子内的少量铂金会引起催化反应,产生氧气气泡,从管子的后端排出,这种设置的作用是产生推力。这种设想的主要目的是借助于体外的无线控制技术,快速的让携带药物的“微型机器人”到达指定的区域,以释放药物对抗病毒。

通过对其中一根管子进行不同程度的加热,可以暂时增加该管子内催化反应的程度(从而增加气泡的产生量)。因此,机器人可以通过远程控制引导机器人在水溶液中进行操作。“我们最初构造这个微型机器人的方式是这样的,如果完全不施加任何热量,它就会在圈子里游动。”Schmidt解释道,“如果施加了一些热量,转弯会得到补偿,微型机器人会在一条直线上游动。如果施加了更多的热量,微型机器人就会向另一个方向转动。”

可以说,这次“微型机器人”技术的突破,让我们朝着微型医疗机器人的道路上跨越了实质性的一步。

不仅如此,在这次的探索中,科学家们还为该设备创造了一种机械臂,其是由热敏聚合物组成的致动器。随着热量的增加或减少,这个附属装置会打开或关闭,使其能够抓住微小的物体。此外,该机器人还可以配备一个微型LED光源。不过,在微型机器人可以应用于人体内靶向投递药物等应用之前,它还需要改造成在比过氧化氢更具有生物相容性的“燃料”上运行。这种能力的开发是下一阶段的研究。

尽管目前不论是基于4D打印技术的靶向治疗技术,还是基于电子技术的“微型机器人”靶向治疗技术,都还需要时间进行完善,但目前的最新研究可以让我们看到一个靶向治疗的新方向。不久的将来,人类对于已知的癌症,将不再恐惧,只需要借助于“微型机器人”配合治疗就能获得显著的疗效。

同时我们也将看到,“微型机器人”将在未来的医疗领域有着广阔的前景。

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