可生物降解的納米機器人問世，未來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器人，未來可用于診斷疾病或者向人體內(nèi)輸送藥物。

研究小組成員來自于香港中文大學(xué)，愛丁堡大學(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磁鐵機器人”以論文的形式發(fā)表于《科學(xué)機器人（Science Robotics）》期刊上。

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

圖 | 機器人工作原理圖解

該團隊發(fā)表的論文將機器人的可生物降解性作為一個新概念，不僅如此，機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，研究人員可以在復(fù)雜的生物體內(nèi)精準遙控機器人。他們還表示，機器人能夠攜帶并釋放出攻擊癌細胞的有效藥物。但是在運動跟蹤，生物相容性，生物降解性和診斷治療效果上還需要我們進一步深入研究。

張教授表示，“我們沒有用復(fù)雜的實驗室技術(shù)和工藝從零開始制造功能性微型機器人，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)用價值。舉個例子，因為這些機器人具有天然的內(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)動它們。”

“我們的微型機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程診斷疾病的探測器。我們正在進一步研發(fā)這項技術(shù)，以便我們能夠微調(diào)這種圖像引導(dǎo)療法，同時它也是一項研發(fā)多功能微型機器人和納米機器人設(shè)備的概念驗證。”張教授總結(jié)道。

Kostarelos 教授表示，“創(chuàng)造可以在體內(nèi)行進的引導(dǎo)式機器人系統(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的一些特征，如熒光，降解性和形狀。但為了制作出一個微型機器人的概念驗證原型，我們還增加了諸如磁化和生物活性等工程特性。”

“我們還處于發(fā)展初期，因為任何這樣的機器人（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)或主動排出體外。不過值得肯定的是，我們的工作是有史以來第一個可以通過生物降解來實現(xiàn)（清除機制）的例子。這些機器人擁有在人體內(nèi)難以觸及部位中進行受控作業(yè)的潛力，使他們有可能用來進行微創(chuàng)診斷和治療”，他補充道。