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想把药物精准送至患处?吃了这个微纳载药机器人(2)

  “然而,这些微纳米机器人今后要想在临床中转化应用,有两个重要环节是绕不开的。”吴志光解释说,首先微纳米机器人必须能够在复杂的人体环境中运动。“一是要能主动打破细胞膜,二是要能在血液中运转起来,三是能够在眼内玻璃体和胃肠道黏液等生物流体中运动。”在逆血流游动时,流速对微纳米机器人有较大影响。研究团队发现,自然界有很多动物和微生物在流体的环境下生存,为了更好地适应流动性的环境,这些生命往往选择贴近基底运动。受此启发,贺强团队研创了两种可以沿着基底运动的游动微纳米机器人,以及一款尺寸比生物水凝胶孔径更小的机器人,后者可在眼睛玻璃体中自由穿梭,其运动方向的精确度在9平方毫米范围内,达到了目前常规的眼科药物载体无法企及的水平。

  其次就是游动微纳米机器人的成像和控制问题。吴志光解释说:“纳米机器人的尺寸较小,一般比常规的成像分辨率低很多,而且和生物组织的对比度不足。”为此,研究团队通过包裹机器人,使其外观尺寸增大;同时借助动作分离方法,提取并掌控完全来自于游动微纳米机器人的动作行为,将其与生物组织进行区分,最终完成了对流动微纳米机器人的实时成像和准确操控,为游动微纳米机器人在生物医疗领域的应用奠定了坚实基础。

  在已取得的重要成果中,贺强团队首次研制了有效且稳定地携带紫杉醇等抗癌药物的机器人,依靠自主研发的控制系统,突破血脑屏障和血肿屏障,将药物送入脑部病变深处,显著增强了紫杉醇的浓度及靶向效率,使脑胶质细胞瘤的顽固“堡垒”从内部被瓦解。而由吴志光参与的国际合作课题“一群光滑的微型螺旋机器人穿过眼睛的玻璃体”,利用纳米级3D打印技术制作的机器人“小蝌蚪”,成功地“游入”实验动物的眼球,不到30分钟内,就已“抢滩登陆”到视网膜,比相似大小的药物颗粒通过眼睛的速度快了10倍,为未来青光眼、黄斑水肿、白内障的治疗蹚出了一条新路。《科学》《自然》等多家著名学术期刊纷纷报道了他们的研究进展,并给予了高度评价。

  展望未来,纳米级技术不再只是好莱坞大片里超级英雄才拥有的酷炫科技,它将成为人类生活的一部分。美国未来学家、谷歌工程总监雷·库兹韦尔预言说:今后,医疗纳米机器人有望把人脑和云脑(云计算系统)连接起来,进而提高人类智力、延长人类寿命。2030年,游动纳米机器人将会定居在人体内,随着血液循环遍布人体,为精准医疗埋下伏笔。

  “前景美好,未来可期!”贺强坦言,日后的探索之路还很艰辛漫长,毕竟生物医疗器械或药物要经过长时间的多期临床实验和观察才能开花结果。

【编辑:岳川】

(责任编辑:admin)
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