翻滾吧！機(jī)器人！普渡大學(xué)微型機(jī)器人輸藥已進(jìn)入動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段

　　智東西（公眾號(hào)：zhidxcom）

　　編 | 子佩

　　智東西10月16日消息，普渡大學(xué)在Micromachines期刊發(fā)表研究，首次證明微型機(jī)器人可以通過(guò)后翻滾等動(dòng)作，避免生物系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)對(duì)藥物運(yùn)輸?shù)挠绊�，并已�?jīng)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證成功。

　　▲動(dòng)物結(jié)腸中的微型機(jī)器人

　　通過(guò)微型機(jī)器人直接將藥物送到人體目標(biāo)部位，可以避免藥物沿途與其他器官相互作用而引起如胃出血等負(fù)面影響，但由于結(jié)腸等器官的自主運(yùn)動(dòng)，微型機(jī)器人難以保持原定軌跡運(yùn)輸藥物到目標(biāo)部位。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，普渡大學(xué)的研究人員試圖通過(guò)對(duì)微型機(jī)器人施加旋轉(zhuǎn)的外部磁場(chǎng)，以此控制微型機(jī)器人行動(dòng)軌跡。機(jī)械工程系副教授David Cappelleri說(shuō)道，通過(guò)這些外部磁場(chǎng)不僅能為無(wú)法攜帶電池的微型機(jī)器人供電，還能安全地穿透人體中不同介質(zhì)，幫助微型機(jī)器人們像越野車開(kāi)過(guò)崎嶇山地一樣越過(guò)人體內(nèi)部復(fù)雜的“地形”。

　　▲普渡大學(xué)實(shí)驗(yàn)圖像

　　研究人員首先選擇易于進(jìn)入的結(jié)腸作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，但這一過(guò)程也并不平坦。

　　生物醫(yī)學(xué)工程系的Luis Solorio表示，在結(jié)腸中的微型機(jī)器人就像走在機(jī)場(chǎng)中的傳送帶上一樣，不僅地面在動(dòng)，周圍的人也在動(dòng)，但它的目標(biāo)方向卻與地板和行人都相反。

　　但盡管如此，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還是成功地讓微型機(jī)器人完成逆流而上的旅程。研究人員在已麻醉的小鼠的結(jié)腸中進(jìn)行了體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)超聲波設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè)微型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)情況，得到了符合預(yù)期的結(jié)果。

　　除此之外，微型機(jī)器人還可能在與人類內(nèi)臟結(jié)構(gòu)相似的豬的結(jié)腸中通過(guò)滾翻等動(dòng)作完成運(yùn)輸。

　　帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克機(jī)器人藥物運(yùn)輸問(wèn)題的生物醫(yī)學(xué)工程系Craig Goergen表示，如果要在大型動(dòng)物或人類體內(nèi)運(yùn)輸藥物，至少需要數(shù)十個(gè)機(jī)器人，但同時(shí)也意味著，機(jī)器人可以攜帶不同藥物運(yùn)輸?shù)讲煌�地點(diǎn)。

　　在解決機(jī)器人如何到達(dá)指定地點(diǎn)后，Solorio帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室還測(cè)試了機(jī)器人攜帶以及釋放藥物的能力。研究人員在微型機(jī)器人中添加熒光的模擬藥物，微型機(jī)器人成功地以翻滾的方式達(dá)到目標(biāo)地點(diǎn)，且在一個(gè)小時(shí)后藥物逐漸在小鼠體內(nèi)擴(kuò)散。

　　Solorio說(shuō)，“因?yàn)槲⑿蜋C(jī)器人配有防止藥物脫落的聚合物涂層。所以我們能引導(dǎo)微型機(jī)器人到目標(biāo)位置，然后按我們要求的時(shí)間緩慢釋放出來(lái)。”

　　研究人員認(rèn)為，微型機(jī)器人除了可以作為藥物輸送工具之外，還可以作為診斷工具。

　　Goergen說(shuō)：“從診斷的角度來(lái)看，通過(guò)這些微型機(jī)器人進(jìn)行檢測(cè)，可以防止腸鏡檢查所帶來(lái)的不適。它們也可以在不需傳統(tǒng)腸鏡檢查的情況下，為人體輸藥。”

　　來(lái)源：TechExplore,ScienceDaily