《驚異大奇航》成真!自我供能微型潛艇或將能在人體內精準運送癌症藥物

《驚異大奇航》成真!自我供能微型潛艇或將能在人體內精準運送癌症藥物

據外媒報導,得益於近些年的科學研究,微型機器人有朝一日將完全有可能將藥物送入人體。近日,來自新南威爾斯大學的最新研究成果則利用了類似於潛艇的上升和下沉系統然後依靠自己的動力在人體內四處游動。

《驚異大奇航》成真!自我供能微型潛艇或將能在人體內精準運送癌症藥物

在一般的情況下,這一類的機器人的動力都需要通過電磁線圈、嵌入的磁性粒子或光無線傳輸。這些微型機器人可以通過超音波、光或紅外線熱等外部刺激來釋放它們的有效載荷。然而在最新的這研究中,研究小組希望設計出不需要這種外部控制的微型馬達。

該研究的通訊作者Kang Liang表示:「我們已經知道,微型電機利用不同的外部驅動力--例如光、熱或磁場--來(把機器人)主動導航到特定的位置。在這項研究中,我們設計的微型馬達不再依靠外部操縱。相反,它們利用了生物環境的變化來進行自動導航。」

據瞭解,這是透過一個受潛艇下沉和上升方式啟發的系統來實現。全尺寸的機器將水注入鎮流器使其向下下沉或注入空氣向上漂浮。微型潛艇則透過收集或釋放氣泡來做出同樣的事情。這種潛艇由金屬-有機框架(MOFs)組成,這是一種卷曲的材料,具有非常大的表面積,它可以在相對較小的物理空間內容納大量的有效載荷。

微型潛艇收集或釋放的氣泡則是由一種生物活性酶產生。機器本身會對人體不同的pH值做出反應--在酸性環境中,MOFs會抓住氣泡,幫助潛艇向上漂浮;當pH值上升時,氣泡會被釋放,潛艇開始下沉。

由於這個機制允許3D運動,所以研究小組認為這將有助於引導微型潛艇到達酸性更強的癌細胞從而實現更精確的藥物運送。另外,它們非常小,一顆可吞嚥的膠囊可能容納下數百萬個微型潛水艇,而每個潛水艇將攜帶數百萬個藥物分子,所以它們擁有非常光明的應用前景。

Liang表示:「想像一下,你吞下一個膠囊,目標是胃腸道中的癌症。一旦進入胃腸道液體,攜帶藥物的微型潛艇就會被釋放。在液體中,它們可以移動到上部或底部區域,這取決於病人(癌細胞)的方位。這些藥物顆粒可以被癌症部位的細胞內化。一旦進入細胞,它們就會被降解,進而釋放出靶向性強、效率高的抗癌藥物。」

當然,要使這些設備達到可供人類使用的標準還有大量的研究要做。此外它還有一個尷尬的要求,即病人要嘛站直、要嘛躺下才能指揮這些微型潛艇。

相關研究報告已發表在《Materials Today》上。

使用 Facebook 留言

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則