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微型机器人显示出治疗肿瘤的希望

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-12-24浏览次数:1602

身体不适区域的医疗治疗与医学本身一样古老。将创可贴放在皮肤的膝盖上。眼药水痒。断臂进入演员。

但是经常让我们陷入困境的是身体内部并且不容易接近。在这种情况下,可能需要手术或化疗。加州理工学院工程与应用科学系的一个研究小组正在研究一种新的治疗方法 - 微型机器人可以将药物输送到身体的特定部位,同时从身体外部监测和控制它们。

“微机器人概念真的很酷,因为你可以把微机械设备带到你需要的地方,”加州理工学院医学工程与电气工程学院教授李立宏说。 “它可能是药物输送或预先设计的显微外科手术。”

微机器人是王博士和医学工程助理教授高伟的联合研究项目,用于治疗消化道肿瘤。

微型机器人由涂有薄金层的微观镁金属球和聚对二甲苯(一种抵抗消化的聚合物)组成。这些层使球体的圆形部分不被覆盖,有点像舷窗。未覆盖的镁部分与消化道中的流体反应产生小气泡。气泡流像喷射器一样向前推动球,直到它与附近的组织碰撞。

对于他们来说,可以放大的镁球形微型机器人可能很有趣,但它们并不是特别有用。为了将它们从新颖性转变为提供药物的载体,王和高对它们进行了一些修改。

视频:https://www。在YouTube上。 Com/watch?v=YWK3gg6J8ng

首先,将一层药物夹在单个微球体和其聚(对二甲苯)涂层之间。然后,为了保护微型机器人免受胃的恶劣环境的影响,将它们包裹在由石蜡制成的微胶囊中。

在这个阶段,球体可以携带药物,但它们仍缺乏将它们运送到所需位置的关键能力。为此,Wang和Gao使用了光声计算机断层扫描(PACT),这是Wang开发的一种使用红外激光脉冲的技术。

红外激光通过组织扩散被红细胞中的携氧血红蛋白分子吸收,从而导致分子超声振动。这些超声波振动由压在皮肤上的传感器拾取。来自这些传感器的数据用于创建身体内部结构的图像。

Wang先前已证明PACT突变可用于鉴定乳腺肿瘤,甚至是个体癌细胞。关于微型机器人,这项技术有两项工作。首先是成像。通过使用PACT,研究人员可以在消化道中定位肿瘤并跟踪微机器人的位置,这些位置在PACT图像中强烈显示。一旦微型机器人到达肿瘤附近,它们就会被高功率CW近红外激光束激活。由于微型机器人如此强烈地吸收红外线,它们会短暂地加热,融化周围的蜡胶囊并将它们暴露在消化液中。那时,微型机器人的气泡弹射器被激活,微型机器人开始涌入。喷气机无法转动,所以这种技术是一种霰弹枪的方法 - 微型机器人不会全部击中目标区域,但很多人们这样做。当他们这样做时,他们坚持到表面并开始释放他们的药物有效载荷。

“这些微电机可以穿透消化道的粘液,并在那里停留很长时间。这可以改善药物输送,”高说。 “但由于它们是由镁制成的,因此它们具有生物相容性和可生物降解性。”

动物模型测试显示,微型机器人的表现与预期一致,但高和王表示他们计划继续研究。

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