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我國成功研制可靶向送藥的磁驅軟體機器人,具有高靈活性和變形能力

2024-03-18 09:22 IT之家
關(guān)鍵詞:機器人

導讀:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院日前宣布,研究團隊開(kāi)發(fā)了一種用于靶向藥物轉運的磁驅軟體機器人

  中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院日前宣布,研究團隊開(kāi)發(fā)了一種用于靶向藥物轉運的磁驅軟體機器人,該微型機器人能根據器官內不同地形的機械特點(diǎn),實(shí)現靶向送藥的同時(shí)還可以控制藥物釋放。這一研究成果近日發(fā)表于國際期刊《美國化學(xué)學(xué)會(huì )?納米》雜志。

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  據介紹,軟體機器人由于具有高靈活性和變形能力,在醫療服務(wù)、人機交互、藥物治療等領(lǐng)域具有廣泛的應用價(jià)值,然而其在精準控制、材料選擇、生物相容性和安全性等方面仍需進(jìn)一步研究和優(yōu)化。

  據悉,科研人員提出一種在輸卵管內進(jìn)行靶向藥物輸送的新手段,利用磁驅微型軟體機器人在行進(jìn)中進(jìn)行原位編程和運動(dòng)模態(tài)的切換,以適應輸卵管中復雜環(huán)境的變化,最終在穿過(guò)狹小空間后,進(jìn)行可控的藥物釋放。

  這一微型機器人通過(guò)在高速剛性運動(dòng)和高適應性軟驅動(dòng)之間不斷切換其運動(dòng)模式,可以在具有復雜內部結構和復雜表面形貌的輸卵管中有效地導航。單個(gè)毫米機器人可實(shí)現多個(gè)運動(dòng)模態(tài),包括仿土虱滾動(dòng)和翻轉、仿精子旋轉和仿蛇滑行,分別用于通過(guò)不同的障礙物場(chǎng)景,包括平坦區域和高臺階、狹窄的通道和固液界面。

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  經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計的磁驅軟體機器人呈長(cháng)條形,長(cháng)度約 2.7 厘米,寬度和高度均為 1 毫米。實(shí)驗結果表明,在磁場(chǎng)作用下,機器人朝著(zhù)目標區域前進(jìn),在 100 秒內運動(dòng)了 55 毫米,并在目標區域快速釋放藥物,表明該磁驅軟體機器人能夠在相當程度上適應輸卵管環(huán)境。

  論文通訊作者徐海峰表示:“接下來(lái),我們希望將其與研究中的微納機器人以及現有的微創(chuàng )手術(shù)器械整合,以提高其在各種醫療場(chǎng)景中的多功能性,開(kāi)發(fā)一種可以跨尺度進(jìn)行細胞、診療藥物等生物樣本體內靶向轉運的機器人系統。這種體內跨尺度的機器人轉運系統無(wú)需穿刺或設備干預,有望為細胞治療、輔助生殖等精準醫療技術(shù)提供一種安全、高效的方式?!?/p>