新微型机器人，灵感来自海生生物

医学与癌症的每一次较量,都是艰苦卓绝的战斗,化疗就是治疗癌症的困难之一。目前,大多数化疗技术都需要系统地提供药物。当药物被全身输送时,它们会通过整个身体流向特定的细胞,从而达到治疗效果。然而,这样的给药方式,药物的副作用对患者的健康损害很大。这时微型机器人就显得十分必要。

微型机器人被认为是21世纪医用机器人领域的尖端技术之一,其最大优势在于对作业对象和环境几乎不产生破坏和干扰。在精准给药方面,能够达到高效、安全的效果。

过去,研究人员一直尝试利用比细胞大的实体、空心体、球体和网状体等物质制造微型机器人,目前虽然已经取得了不同程度的成功。但是在这些微型设备上安装足够的电源是十分大的挑战。

另一个技术壁垒是,把这种微型机器人引导到身体错综复杂的蛋白和其他分子中,需要一种有效的控制其在体内运动的方法,并能够实时监测到达部位。

针对这些问题,近日,有研究人员开发出一款可改变形状的微型机器人。该微型机器人的形状像小鱼,一旦进入到身体中需要治疗的位置,pH值的变化就会触发机器人张开它们像鱼一样的嘴,以实现将药物的递送。

第一批微型机器人由一种对pH值有反应的水凝胶制成,制成形状为螃蟹、蝴蝶或鱼等。这些机器人能够调整特定区域的印刷密度,例如沿蟹爪、蝴蝶翅膀或鱼嘴的边缘,以编码pH值反应的形状变化。

实验中,鱼形机器人有一个可调节的嘴,可以随着pH值高低打开和关闭。该形状也被发现可通过模拟血管转向,以达到培养皿中特定区域的癌细胞。为了使微型机器人具有磁性,它们还被放置在氧化铁纳米粒子的悬浮液中,后续可使用磁铁直接引导向癌症细胞。

虽然实验证明了该微型机器人的有效性,但在人体试验之前,还有许多工作要做,比如还需要开发识别体内机器人并跟踪它们运动的方法。