科技日报北京11月13日电(记者张梦然)医学界长期以来一直致力于开发能精准地“定点送药”的微型机器人技术,以实现靶向治疗。现在,瑞士苏黎世联邦理工学院研究团队研发出一种微型机器人,它能在血管中“逆流而上”精确导航。动物实验中,团队在猪体内和绵羊的脑脊液中验证了系统的有效性,这为未来治疗神经系统等多种疾病提供了新思路。相关成果发表于新一期《科学》杂志。
微型机器人。图片来源:瑞士苏黎世联邦理工学院全球每年有约1200万人因中风而遭受健康威胁,其中许多人因此死亡或留下永久性损伤。目前治疗中风的主要方法是使用溶栓药物来溶解阻塞血管的血栓。然而,为确保足够剂量到达病灶,往往需要大剂量给药,这可能导致严重的副作用。
鉴于此,团队研发了一种微型机器人,它实际上是一种球形胶囊,由可溶性凝胶外壳构成,内部嵌入了氧化铁纳米颗粒,使其具备磁性,从而能通过外部磁场进行操控和引导。由于人脑血管极为细小,如何在如此微小的结构中集成足够的磁性材料成为一个技术难点。
此外,胶囊还需具备在X射线下可见的特性。团队选用了高密度的钽纳米颗粒作为造影剂,但其重量较大,增加了控制难度。将磁性响应、成像可见性与精确操控能力集于一体,需要材料科学与机器人工程的高度协同,研究团队历经多年努力才最终实现这一目标。
团队还开发了一套模块化电磁导航系统,融合了3种不同的磁导航策略:利用旋转磁场使胶囊沿血管壁滚动,实现高精度移动;通过磁场梯度引导,实现定向输送,甚至可“逆流”行进,应对最高达每秒20厘米的血流速度;当遇到血管分叉等复杂结构时,采用流入导航策略,利用指向血管壁的磁梯度将胶囊引入目标分支。
这3种策略的结合,使微型机器人能够在多种血流条件和解剖结构中稳定运行,在超过95%的测试案例中成功将药物送达指定位置。
在模型和动物实验中,团队证实该微型机器人不仅能被精准引导,还能够携带治疗所需的药物,如溶栓剂、抗生素或抗癌药物,在到达目标位置后释放。药物的释放机制依赖于高频磁场加热内部的磁性纳米颗粒,使凝胶外壳溶解,从而释放有效成分。
未来,该微型机器人平台可拓展至局部感染、肿瘤等疾病的靶向治疗。
科技日报北京12月19日电 (记者马爱平)19日,记者从中国农业科学院茶叶研究所获悉,该所茶叶质量与风险评估创新团队首创了 本次甘肃积石山6.2级地震,震中距青海省省界最近距离5公里,青海多地震感强烈。 在青海省海东市民和县中川乡金田村, “忙”,已经成为很多科研人员的常态,他们忙着很多事,唯独很难静下心来忙学问。 中国科学院院士刘忠范将很多被迫忙碌 中新网1月1日电 据国家地震台网官方微博消息,中国地震台网自动测定:1月1日15时10分在日本本州西岸近海附近(北纬37.98度,东 2023年12月28日,陕西省审计厅在官网发布《2023年第9号审计结果公告》,其中西安工业大学2020年度预算执行及其他财务收支 ? 肖连团 ? 番兴明 ? 陈 勇 ? 马 洁(以上照片均为受访者提供) ? 数据来源:科技部、国 。本文链接:微型机器人“定点送药”实现靶向治疗http://www.sushuapos.com/show-11-28218-0.html
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