當(dāng)涉及到限制副作用和增加有效性時(shí)，使用微小的機(jī)器人輸送藥物是很有前景的途徑，有些人采取了比其他更戲劇化的方法。普渡大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)來(lái)了一個(gè)后翻式微型機(jī)器人，它可以在需要的時(shí)候通過(guò)在結(jié)腸“翻滾”釋放有效載荷，同時(shí)由外部磁場(chǎng)控制。
微小的機(jī)器人可以裝載治療藥物，發(fā)送到身體的精確位置，然后根據(jù)需要釋放藥物，這對(duì)許多疾病的治療來(lái)說(shuō)意味著重大的事情，而且現(xiàn)在也并不缺乏創(chuàng)造性的解決方案。科學(xué)家已經(jīng)研究過(guò)以開瓶器為靈感的機(jī)器人，它可以將癌細(xì)胞串起來(lái)，然后將藥物投放到里面，還有一些機(jī)器人可以爬行、滾動(dòng)和跳躍，還有一些機(jī)器人可以像毛毛蟲一樣爬行。
早在2018年，普渡大學(xué)就開發(fā)出了一個(gè)磁性微型機(jī)器人，它通過(guò)翻滾運(yùn)動(dòng)，使其能夠克服不平坦的地形，甚至可以承擔(dān)陡峭的坡度，在干燥的空氣和硅油中進(jìn)行了演示。同一研究小組不斷改進(jìn)該技術(shù)，目前已首次在生物組織中展示了其能力。
研究人員選擇結(jié)腸進(jìn)行首次體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)榻Y(jié)腸易于進(jìn)入，同時(shí)也因?yàn)槠浠靵y的性質(zhì)帶來(lái)了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。
“在結(jié)腸周圍移動(dòng)機(jī)器人就像在機(jī)場(chǎng)使用人行道，以更快地到達(dá)航站樓，”研究作者路易斯-索洛里奧說(shuō)。“不僅地板在移動(dòng)，而且你周圍的人也在移動(dòng)。在結(jié)腸中，你有所有這些液體和材料沿著路徑跟隨，但機(jī)器人卻在朝相反的方向移動(dòng)。這只是一個(gè)不容易的航程。”
該團(tuán)隊(duì)能夠在麻醉下的小鼠結(jié)腸中展示其機(jī)器人，小機(jī)器上涂有模擬藥物，并通過(guò)直腸插入鹽水溶液內(nèi)。該機(jī)器人由聚合物和金屬制成，不需要電池或電源，而是由來(lái)自人體外部的磁場(chǎng)來(lái)供電和控制，科學(xué)家們使用超聲波設(shè)備來(lái)觀察其運(yùn)動(dòng)。這些結(jié)果也在從豬身上取出的結(jié)腸中得到了復(fù)制，研究小組指出，這些結(jié)腸具有與人類相似的特征。
“我們能夠獲得一個(gè)很好的，受控的藥物有效載荷釋放，”Solorio說(shuō)。“這意味著我們有可能將微型機(jī)器人引導(dǎo)到身體的某個(gè)位置，讓它留在那里，然后讓藥物慢慢釋放出來(lái)。而且由于微機(jī)器人有一個(gè)聚合物涂層，藥物不會(huì)在到達(dá)目標(biāo)位置之前脫落。”
除了遞送藥物，研究人員還認(rèn)為，該機(jī)器人有朝一日可以在診斷應(yīng)用中發(fā)揮作用，幫助收集組織。
該研究發(fā)表在《微機(jī)械》雜志上。
