仿白细胞微型机器人可在血管中快速逆行
科技日报柏林6月1日电(记者李山)近日,德国马克斯普朗克智能系统研究所成功开发出一种与白细胞相似的微型机器人,并在磁场的导航控制下实现了在模拟血管中快速逆行,为将来通过微型机器人将药物运送到患者病灶深处铺平了道路。当前的微型机器人大多只能到达可以观察到或相对容易接近的组织(例如胃肠道)。如何让微型机器人克服黏滞力,到达体内深处,并在人体复杂环境中实现精准操控,是靶向药物精准输送研究面临的重大挑战。白细胞是血液中唯一有活跃移动能力的细胞,能够进入血管周围组织内,并在其中游走。受此启发,德国马克斯普朗克智能系统研究所的科学家以白细胞为模型,成功开发出一款微型机器人,其大小,形状和活动性与白细胞相似。在实验室模拟血管的环境下,可以携带抗癌药物,在人工操纵下较快地进行有目的的运动。该机器人直径约8微米,由微小的玻璃颗粒组成,镍金材料制成的磁性纳米膜覆盖在球形微型机器人的一侧,可以发现癌细胞的特殊分子作为癌症药物附着在另一侧。在模拟血管中,研究人员成功操纵微型机器人快速运动,运动速度可达每秒600微米,大约是其体长的76倍。
论文第一作者尤努斯阿拉潘博士说:借助磁场,我们的微型机器人可以在导航控制下逆流穿过模拟血管,由于血液流动和密集的细胞环境,这是一个挑战。此前还没有类似微型机器人能够承受这样的流体。但是我们做到了!此外,我们的机器人还可以独立识别它们感兴趣的细胞,例如癌细胞。它们之所以可以这样是因为我们用细胞特异性抗体包裹着它们。这样就可以在运动中(精准地)释放药物分子。微型机器人的项目负责人、马克斯普朗克智能系统研究所物理智能部主任梅丁西蒂教授表示:我们的愿景是创建用于微创及靶向药物输送的下一代运输工具,它们可以(像白细胞一样穿过血管)进一步渗透到体内,使难以到达的区域更容易被接近。
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