聲音(yīn)驅動的(de)微型機器人(rén)快(kuài)速移動到需要它們運送

研究人(rén)員(yuán)在醫療微型機器人(rén)方面又向前邁出了(le)一步，設計了(le)一種小型、快(kuài)速、自推進的(de)機器人(rén)，有朝一日
可(kě)以将藥物(wù)直接送到體内需要的(de)地方。                                                                                  希爾茲實驗室

研究人(rén)員(yuán)在醫療微型機器人(rén)技術方面又向前邁進了(le)一步，他(tā)們設計了(le)一種微型、快(kuài)速、自行推進的(de)機器人(rén)，有朝一日可(kě)以将藥物(wù)直接輸送到體内需要的(de)地方。

微型機器人(rén)，或稱爲微型機器人(rén)，被吹捧爲下(xià)一代藥物(wù)輸送系統，并在不斷發展。在過去的(de)幾年裏，我們看到了(le)從形狀變化(huà)的(de)微珠到噴藥的(de)微珠魚的(de)一切。

工程納米粒子是很好的(de)藥物(wù)載體，因爲它們可(kě)以防止藥物(wù)降解并控制藥物(wù)的(de)釋放速度。然而，許多(duō)納米粒子依賴血液循環或擴散作爲它們的(de)主要運輸方式，這(zhè)限制了(le)它們到達某些器官和(hé)組織的(de)能力。

科羅拉多(duō)大(dà)學博爾德分(fēn)校的(de)研究人(rén)員(yuán)表示，他(tā)們在微珠設計方面邁出了(le)下(xià)一大(dà)步，創造了(le)一種能夠快(kuài)速有效地輸送藥物(wù)的(de)微型自行微珠。

研究人(rén)員(yuán)受到了(le)細菌和(hé)精子等自然生物(wù)遊泳者如何利用(yòng)非線性運動駕馭複雜(zá)内部環境的(de)啓發。

該微型機器人(rén)由生物(wù)相容性聚合物(wù)制成，其中心設計有一個(gè)球形空腔，當機器人(rén)浸沒在流體中時(shí)，該空腔可(kě)以捕獲空氣。當氣泡被聲波（如超聲波）擊中時(shí)，它會振動，推動微小的(de)機器人(rén)前進。是的(de)，它的(de)直徑隻有20微米——比人(rén)的(de)頭發寬度小幾倍——很小。

爲了(le)最大(dà)限度地實現非線性運動，機器人(rén)安裝了(le)對(duì)稱和(hé)不對(duì)稱的(de)鳍，使其在軌道運動中旋轉，并使其看起來(lái)像一枚非常小的(de)火箭。翅片還(hái)允許微珠以每秒約0.1英寸（3毫米）的(de)速度移動，這(zhè)大(dà)約是其自身長(cháng)度的(de)9000倍/分(fēn)鐘(zhōng)。
 

在掃描電子顯微鏡下(xià)觀察到的(de)直徑爲20微米的(de)機器人(rén)                                                             希爾茲實驗室

研究人(rén)員(yuán)在老鼠的(de)膀胱上測試了(le)他(tā)們基于氣泡的(de)聲音(yīn)驅動的(de)速度惡魔。他(tā)們想看看機器人(rén)是否可(kě)以直接向膀胱輸送藥物(wù)來(lái)治療間質性膀胱炎，這(zhè)是一種被稱爲膀胱疼痛綜合征的(de)慢(màn)性疾病。間質性膀胱炎的(de)症狀包括膀胱和(hé)骨盆疼痛或壓力以及頻(pín)繁的(de)小便沖動。

他(tā)們制造了(le)數千個(gè)微型機器人(rén)，其中含有高(gāo)濃度地塞米松，這(zhè)是一種常見的(de)類固醇藥物(wù)，封裝在他(tā)們的(de)聚合物(wù)基質中。當微珠被引入時(shí)，研究人(rén)員(yuán)發現它們附著(zhe)在葉壁上，并在大(dà)約兩天内釋放出90%以上的(de)地塞米松。


C： 将微型機器人(rén)引入小鼠膀胱并使用(yòng)聲波展開它們的(de)示意圖。D-H：微型機器人(rén)固定在膀胱壁上鳍的(de)
掃描電子顯微鏡圖像                                                                          Lee等人(rén)/科羅拉多(duō)大(dà)學博爾德分(fēn)校

研究人(rén)員(yuán)計劃繼續研究他(tā)們的(de)微型機器人(rén)，最終使其完全可(kě)生物(wù)降解，并随著(zhe)時(shí)間的(de)推移溶解在體内。他(tā)們看到了(le)未來(lái)的(de)一系列應用(yòng)。

該研究的(de)主要作者Jin Lee說：“如果我們能讓這(zhè)些顆粒在膀胱中發揮作用(yòng)，那麽我們就可(kě)以實現更持久的(de)藥物(wù)釋放，也(yě)許患者就不必經常來(lái)診所了(le)”。

這(zhè)項研究發表在《Small》雜(zá)志上。

以下(xià)視頻(pín)由科羅拉多(duō)大(dà)學博爾德分(fēn)校制作，顯示了(le)微型機器人(rén)在被聲場(chǎng)激活後被打印并以軌道運動的(de)方式移動。

資料來(lái)源：科羅拉多(duō)大(dà)學博爾德分(fēn)校