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结肠翻滚“机器人”,精准投药新可能

2020-10-23 22:24:01 admin 3

精准医疗是一种将个人基因、环境与生活习惯差异考虑在内的疾病预防与处置的新兴方法,是以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。

实现精准医疗有两种手段,一是使用机器人的物理手段,精准去除异常细胞;二是利用微控和生物手段,精准投放药物以达到治疗效果。

在利用微控和生物手段上,微型机器人可以装载治疗药物,送到人体内的一个精确位置,然后根据需要释放药物,这对于治疗许多疾病来说意义重大。

近日,普渡大学(Purdue University)的科学家们开发了一款可翻转的微型机器人,它可以在需要时通过结肠旋转释放出有效载荷,而这一切都是由磁场外部控制的。

这项发表在《微机械》杂志上的研究,是首次演示微型机器人在体内翻滚通过生物系统。

事实上,早在2018年,普渡大学就开发出了一个磁性微型机器人,它通过翻滚运动,使其能够克服不平坦的地形,甚至可以承担陡峭的坡度,在干燥的空气和硅油中进行了演示。同一研究小组不断改进该技术,目前已首次在生物组织中展示了其能力。

研究人员选择结肠进行首次体内实验,是因为结肠易于进入,同时也因为其混乱的性质带来了独特的挑战。

该团队能够在麻醉下的小鼠结肠中展示其机器人,小机器上涂有模拟药物,并通过直肠插入盐水溶液内。该机器人由聚合物和金属制成,不需要电池或电源,而是由来自人体外部的磁场来供电和控制,科学家们使用超声波设备来观察其运动。这些结果也在从猪身上取出的结肠中得到了复制,研究小组指出,这些结肠具有与人类相似的特征。

此外,这些磁性微型机器人由聚合物和金属制成,成本低廉,无毒且不具生物相容性。微机器人系统的功能使其在靶向药物输送和其他体内生物医学应用方面前景广阔,而这也是精准医疗中的重要一环。

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