科學(xué)家打算將一群微型機(jī)器人放入人類眼睛里

研究學(xué)者計(jì)劃利用納米級(jí)3D打印來制作微型螺旋狀機(jī)器人，并將它們送到人的眼睛里，以幫助眼科疾病患者接受更精準(zhǔn)的治療，這些“小蝌蚪”可以“游過”人類眼球直達(dá)視網(wǎng)膜。

科學(xué)家打算將一群微型機(jī)器人放入人類眼睛里！想象一下畫面，是不是覺得略感不適，感覺有沙子進(jìn)了眼睛想揉一揉？

別害怕，科學(xué)家告訴我們，這些微小的、可控制的運(yùn)載工具可能是眼科醫(yī)療的未來，而且即使進(jìn)入你的眼睛，你也感覺不到它們的存在。

研究人員開發(fā)了一種微型的螺旋狀的機(jī)器人，有朝一日可以在眼科疾病治療中用于成千上萬的靶向藥物輸送。

幫助治療青光眼等眼科疾病的微型機(jī)器人誕生

11月初，研究人員在《Science Advances》雜志上發(fā)表了一篇研究報(bào)告《一群光滑的微型螺旋機(jī)器人穿過眼睛的玻璃體》（A swarm of slippery micropropellers penetrates the vitreous body of the eye)，著重講述了利用微型機(jī)器人在玻璃體內(nèi)遞送治療劑這一方法有望使眼科疾病治療從中獲益。這篇報(bào)告由11名來自不同國(guó)家的學(xué)者合作完成，其中一名華人學(xué)者來自哈爾濱工業(yè)大學(xué)微系統(tǒng)與微結(jié)構(gòu)制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

當(dāng)前眼科疾病的治療，如青光眼或糖尿病性黃斑水腫是通過直接注射或滴眼液遞送。這些方法雖然有效但不精確，通常會(huì)使整個(gè)眼睛都在接受用藥。

因此，科學(xué)家們使用納米級(jí)3D打印來制作螺旋形機(jī)器人，這些機(jī)器人足夠小，可以通過稱為玻璃體的透明膠狀物，這種透明膠裝物是眼球的主要構(gòu)成體。研究人員在機(jī)器人中添加了光滑的涂層和磁性材料，因此他們可以使用磁場(chǎng)將微型機(jī)器人推進(jìn)眼睛。

這樣光滑的螺旋狀機(jī)器人是怎樣制成的呢？

如上圖中的A部分所示，螺旋微結(jié)構(gòu)是通過掠射角沉積使用物理蒸汽陰影生長(zhǎng)來制造的。螺旋部分有二氧化硅體作為結(jié)構(gòu)元素，鎳（或鐵）作為磁性部分。螺旋表面涂層的制成通過全氟硅烷的氣相沉積和隨后與光滑的全氟化碳液體層的融合而成。在圖片的B部分中，黃色箭頭表示螺旋槳的長(zhǎng)度（l）和螺旋槳頭部的直徑（d部分，直徑為500 nm），白色區(qū)域是螺旋槳的鎳部分。

帶有磁力的螺旋狀機(jī)器人可以“游過”眼球到達(dá)視網(wǎng)膜

下圖為光滑的微螺旋槳機(jī)器人進(jìn)行靶向遞送程序的示意圖。

一共分為三個(gè)步驟：

（1）將微螺旋機(jī)器人注射到眼睛的玻璃體中；

（2）磁性驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人在玻璃體中朝視網(wǎng)膜進(jìn)行遠(yuǎn)程推進(jìn)。

（3）通過OCT觀察微型機(jī)器人們是否已經(jīng)靠近視網(wǎng)膜表面的目標(biāo)區(qū)域。

然后科學(xué)家從屠宰場(chǎng)收集豬眼，向每只眼睛注射含有約10000個(gè)機(jī)器人的溶液，將它們放置在磁場(chǎng)中，把機(jī)器人推向眼睛后部的視網(wǎng)膜。在這份報(bào)告中，成像顯示這些微型螺旋狀機(jī)器人在不到30分鐘內(nèi)成功到達(dá)視網(wǎng)膜，比相似大小的顆粒通過眼睛的速度快10倍。

但該技術(shù)距離應(yīng)用于臨床還有很長(zhǎng)的路要走。首先，研究人員需要在實(shí)驗(yàn)于人類患者前，先在活體動(dòng)物眼中測(cè)試螺旋機(jī)器人。然后，他們需要為機(jī)器人提供一種更新的、更安全的、更易溶解的材料，這些機(jī)器人目前用鎳制成。他們說，一旦發(fā)生應(yīng)用于臨床，所有的目光都集中在機(jī)器人是否會(huì)在人體中良好地運(yùn)作。