用磁场操纵藻类机器人 可穿过身体杀死癌细胞(图)

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Toutiao
最新回复:2017年11月27日 7点7分 PT
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观察者网

  打造能够在人体内运送药物或者进行手术的机器人,是工程师们几十年来不断努力的方向。如今,通过磁信号的响应,科学家们已经能够操纵螺旋藻机器人在体内穿行。更有甚者,这种机器人以及它的磁场似乎可以杀死癌细胞。

  11月22日,《科学机器人》杂志刊登了香港中文大学的材料科学家张力(音译)及其团队的最新研究成果,利用氧化铁纳米颗粒包裹数百万个螺旋藻来磁化海藻,通过磁场将这些卫星机器人引导至特定位置,然后使用核磁共振(NMR)的医学成像技术监测其发出的荧光,在身体深处跟踪其路线。

  



  

利用磁场来控制螺旋藻微型机器人的运动 本文动图均来自《科学》杂志视频截图

  圆柱形螺旋状的丝状体,单生或集群聚生,藻丝直径5-10m(微米),螺旋数2-7个。藻体可以颤动和旋转运动,常像围绕着一个纵轴似地很快旋转,向前爬行。

  迄今为止,科学家们反复试验各种形状的人造机器,有杆状的、管状的、球状的,甚至是比一个细胞还小的笼子状的。为这些微小设备持续供能一直是项挑战,一是大多数供能燃料对人体都具有毒性,二是由于人体富含迷宫般的蛋白质和其他分子,如何控制微型机器的运动方向也是难点之一。由螺旋藻担任微型机器人则能够很好地解决这两大难点。

  此外,研究人员开发了一种一步合成法来磁化海藻用氧化铁纳米颗粒包裹了数百万个螺旋藻。较长的浸出时间可以实现更多的控制,但是较短的浸出时间却使研究人员能够更容易地检测到荧光。

  



  

利用氧化铁纳米颗粒包裹螺旋藻以对其磁化

  在身体外部产生的磁场可以穿透活体组织而不对其产生伤害,从而研究人员能够控制体内磁化的藻类微型机器人。通过NMR,研究人员观察到,在磁场引导下,微型机器人在老鼠的胃里聚集。

  美国加利福尼亚大学圣迭戈分校纳米工程师Joseph Wang说:这是一个进步,你可以在身体内追踪这些游泳者。他正在开发一种不同的医疗微机器人。它具有生物相容性,且成本低。

  



  

显微镜下螺旋藻微型机器人的移动

  他提到的生物相容性是一个非常重要的特性。微型机器人会在数小时或数天内降解,这取决于其涂层的厚度;但它不会损害大多数细胞。唯一的例外是癌细胞在实验室培养皿中生长的肿瘤细胞,大约有90%在暴露于螺旋藻中48小时后被杀死了。

  德国斯图加特市马克斯普朗克学会智能系统研究所的物理化学家Peer Fischer说:杀死肿瘤细胞的行为似乎是一个有趣的、意想不到的特征。进一步的测试表明,螺旋藻会产生一种对癌细胞有毒性的化合物。

  但是对于全世界现有的6支正在开发这种微型机器人的研究团队来说,未来还有很长的路要走。例如,张力的团队仍然需要证明他们的微机器人可以携带货物例如在螺旋体中附着的药物,并且能够比服用或注射更有效地传递这些药物。

  它还没有准备好供医生使用。Wang说,但他认为再过10年,这项技术可能就已经准备好了。每个人都想实现这个奇妙的旅程。

 

味苦
1 楼
弄噱头。不过是个carrier而已,打1针不就完了?