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新型远程控制的微型机器人,可用作给药和手术

2016-09-08 09:53:31来源:xinqigu.com作者:新奇谷
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导读: 在过去的几年里,全世界的科学家都在研究方法使用微型机器人更好的治疗各种疾病。这些机器人可以进入人身体内,它们能运输药品到精确的位置,或者实施精准的手术,比如清理堵塞的动脉,通过替代需要切入的复杂手术,他们能优化药品功效。



      在过去的几年里,全世界的科学家都在研究方法使用微型机器人更好的治疗各种疾病。这些机器人可以进入人身体内,它们能运输药品到精确的位置,或者实施精准的手术,比如清理堵塞的动脉,通过替代需要切入的复杂手术,他们能优化药品功效。

      瑞士洛桑联邦理工学院科学家Selman Sakar联合Hen-Wei Huang和在苏黎世联邦理工学院的Bradley Nelson开发了一种简单实用的方法,用于制造仿生机器人,并且将他们配备先进的功能。他们也创造了一个平台检测机器人设计和研究不同的运动方式。他们的作品,发表在《自然通信(Nature Communications)》杂志上,能生产复杂的可重构高吞吐量的微型机器人。他们建造了一个集成的操作平台,能够通过电磁场远程控制机器人的移动,并使用热能使他们发生形变。


      这个机器人看起来就像细菌

      不同于传统的机器人,这些机器都很柔软,灵活,无需电机驱动。他们由生物相容的水凝胶和磁性纳米粒子构成。这些纳米粒子有两个功能。第一,他们在制造过程中赋予机器人形状。第二,当电磁场激活时,他们使机器人移动和游泳。




      制造这些机器人涉及几个环节。第一,纳米粒子被放在生物相容的水凝胶层里,然后,使用电磁场给机器人身体不同的部分的纳米颗粒进行定向,随后通过聚合步骤固化水凝胶纳米粒。在此之后,机器人将以特定的姿态折叠在水凝胶里,根据纳米粒子的用途,形成最终的3D结构的纳米机器人。

      一旦最终形状形成,电磁场就能使它们移动,然后当加热的时候,机器人能改变形状,并且展开。研究人员模仿引起“非洲锥虫病”或者被称为“昏睡病”的细菌,来制造微型机器人。这种细菌用鞭毛行进,一旦进入人体的血液,作为生存机制,他们便立刻隐藏起来。

      研究人员测试了不同的微型机器人设计来模仿这一行为。原型机器人具有类似细菌的鞭毛,使他能以游泳的方式行进,当用激光加热时,鞭毛包裹的机器人身体就隐藏起来了。


      更好的理解细菌的行为方式

      Sakar说,“我们展示了细菌的身体和鞭毛在运动中的重要地位,我们的新生产方法让我们能测试一组形状,以获得对给定任务的最佳运动能力。我们的研究也提供了宝贵的研究结果,即细菌如何在人体内移动以及如何适应微环境变化。”

      现在,这批机器人仍在研发中。Sakar说,“我们还有很多因素要考虑,我们必须确保这些机器人不会对病人造成任何副作用。”

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