可生物降解的納米機(jī)器人問(wèn)世，未來(lái)將用于診斷疾病向人體內(nèi)輸送藥物

香港中文大學(xué)的張立教授和曼徹斯特大學(xué) Kostas Kostarelos 教授帶領(lǐng)的研究小組推出一款可生物降解的納米機(jī)器人，未來(lái)可用于診斷疾病或者向人體內(nèi)輸送藥物。

研究小組成員來(lái)自于香港中文大學(xué)，愛(ài)丁堡大學(xué)和曼徹斯特大學(xué)。研究成果“用于成像引導(dǎo)療法的多功能生物混動(dòng)磁鐵機(jī)器人”以論文的形式發(fā)表于《科學(xué)機(jī)器人（Science Robotics）》期刊上。

這種機(jī)器人由可生物降解的螺旋藻制成。早在阿茲特克時(shí)期（墨西哥古文明之一），人們就曾經(jīng)將螺旋藻作為重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源之一。直到 20 世紀(jì) 60 年代，法國(guó)研究人員在墨西哥的 Texcoco 湖里重新發(fā)現(xiàn)了這種物質(zhì)，并且將其包裝起來(lái)放上了保健品商店的貨架。

圖 | 機(jī)器人工作原理圖解

該團(tuán)隊(duì)發(fā)表的論文將機(jī)器人的可生物降解性作為一個(gè)新概念，不僅如此，機(jī)器人上的鐵磁涂層還可以讓研究者微調(diào)降解速度。利用磁場(chǎng)，研究人員可以在復(fù)雜的生物體內(nèi)精準(zhǔn)遙控機(jī)器人。他們還表示，機(jī)器人能夠攜帶并釋放出攻擊癌細(xì)胞的有效藥物。但是在運(yùn)動(dòng)跟蹤，生物相容性，生物降解性和診斷治療效果上還需要我們進(jìn)一步深入研究。

張教授表示，“我們沒(méi)有用復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和工藝從零開(kāi)始制造功能性微型機(jī)器人，而是直接采用自然界的智能材料，由于其固有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此具有醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。舉個(gè)例子，因?yàn)檫@些機(jī)器人具有天然的內(nèi)部熒光性和外部（氧化鐵具備的）磁性，所以我們可以利用熒光成像和磁共振成像技術(shù)，很容易地在體內(nèi)追蹤和驅(qū)動(dòng)它們?！?/p>

“我們的微型機(jī)器人有能力感知與疾病發(fā)作有關(guān)的環(huán)境變化，這使它們有望成為遠(yuǎn)程診斷疾病的探測(cè)器。我們正在進(jìn)一步研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，以便我們能夠微調(diào)這種圖像引導(dǎo)療法，同時(shí)它也是一項(xiàng)研發(fā)多功能微型機(jī)器人和納米機(jī)器人設(shè)備的概念驗(yàn)證。”張教授總結(jié)道。

Kostarelos 教授表示，“創(chuàng)造可以在體內(nèi)行進(jìn)的引導(dǎo)式機(jī)器人系統(tǒng)，在輸送系統(tǒng)工程領(lǐng)域一直是至關(guān)重要的。我們的研究利用了自然界饋贈(zèng)的一些特征，如熒光，降解性和形狀。但為了制作出一個(gè)微型機(jī)器人的概念驗(yàn)證原型，我們還增加了諸如磁化和生物活性等工程特性?！?/p>

“我們還處于發(fā)展初期，因?yàn)槿魏芜@樣的機(jī)器人（系統(tǒng)）都需要 100% 安全地降解，或者在完成工作之后被清除出體內(nèi)或主動(dòng)排出體外。不過(guò)值得肯定的是，我們的工作是有史以來(lái)第一個(gè)可以通過(guò)生物降解來(lái)實(shí)現(xiàn)（清除機(jī)制）的例子。這些機(jī)器人擁有在人體內(nèi)難以觸及部位中進(jìn)行受控作業(yè)的潛力，使他們有可能用來(lái)進(jìn)行微創(chuàng)診斷和治療”，他補(bǔ)充道。