科學家開發可變形微型機器人 將藥物直接分配給癌細胞
化療治療癌症的困難之一是,目前的大多數化療技術都需要系統地提供藥物。 當藥物被全身輸送時,它們會通過整個身體流向需要它們的特定細胞,從而對化療產生各種副作用。 許多接受化療的癌症患者會告訴你,藥物的副作用使他們感覺比癌症本身更糟糕。 研究人員正在尋找傳遞抗癌藥物以對抗腫瘤的方法,而這些方法不會對整個身體產生副作用。
研究人員現在已經創造了微小的,可改變形狀的微型機器人,可以將藥物直接送到需要的癌細胞中。 這些微型機器人的形狀像小魚,使用磁鐵直接引導到癌症細胞。 一旦進入身體中需要治療癌症的正確位置,pH值的變化就會觸發機器人張開它們像魚一樣的嘴,將藥物送達。
過去,小於100微米的微尺度機器人被設計用來操縱小物體。 然而,它們不能改變形狀,而這是執行釋放藥物等複雜任務所需要的。 過去這種類型的機器人面臨的另一個挑戰是,雖然一些小組能夠設計出4D列印的物體,但它們只能執行簡單的動作,能夠對特定的刺激做出反應而改變形狀。
在新的研究中,一個科學家小組開發了可變形的微型機器人,由磁鐵引導到身體的一個特定部位。 由於腫瘤是酸性的,該團隊設計了他們的機器人,以應對降低的pH值而改變形狀。 第一批微型機器人是用一種對pH值有反應的水凝膠製作成螃蟹、蝴蝶或魚的形狀。 該團隊能夠調整機器人特定區域的印刷密度,例如沿蟹爪、蝴蝶翅膀或魚嘴的邊緣,以編碼pH值反應的形狀變化。
為了使微型機器人具有磁性,它們被放置在氧化鐵納米粒子的懸浮液中。 在整個測試過程中,該團隊能夠展示不同類型機器人的能力。 魚形機器人有一個可調節的嘴,可以打開和關閉。 該形狀也被發現可通過類比血管轉向,以達到培養皿中特定區域的癌細胞。
當培養皿中周圍溶液的pH值降低時,魚張開嘴輸送化療藥物,這可以殺死附近的癌細胞。 雖然這項研究證明瞭這一概念的有效性,但在任何潛在的人體試驗之前,還有許多工作要做。 儘管微型機器人很小,但它們需要更小,以便在人體的血管中進行導航。 該團隊還必須開發成像方法來識別體內的機器人並跟蹤它們的運動。