声音驱动的微型机器人快速移动到需要它们运送

研究人员在医疗微型机器人方面又向前迈出了一步，设计了一种小型、快速、自推进的机器人，有朝一日
可以将药物直接送到体内需要的地方。                                                                                  希尔兹实验室

研究人员在医疗微型机器人技术方面又向前迈进了一步，他们设计了一种微型、快速、自行推进的机器人，有朝一日可以将药物直接输送到体内需要的地方。

微型机器人，或称为微型机器人，被吹捧为下一代药物输送系统，并在不断发展。在过去的几年里，我们看到了从形状变化的微珠到喷药的微珠鱼的一切。

工程纳米粒子是很好的药物载体，因为它们可以防止药物降解并控制药物的释放速度。然而，许多纳米粒子依赖血液循环或扩散作为它们的主要运输方式，这限制了它们到达某些器官和组织的能力。

科罗拉多大学博尔德分校的研究人员表示，他们在微珠设计方面迈出了下一大步，创造了一种能够快速有效地输送药物的微型自行微珠。

研究人员受到了细菌和精子等自然生物游泳者如何利用非线性运动驾驭复杂内部环境的启发。

该微型机器人由生物相容性聚合物制成，其中心设计有一个球形空腔，当机器人浸没在流体中时，该空腔可以捕获空气。当气泡被声波（如超声波）击中时，它会振动，推动微小的机器人前进。是的，它的直径只有20微米——比人的头发宽度小几倍——很小。

为了最大限度地实现非线性运动，机器人安装了对称和不对称的鳍，使其在轨道运动中旋转，并使其看起来像一枚非常小的火箭。翅片还允许微珠以每秒约0.1英寸（3毫米）的速度移动，这大约是其自身长度的9000倍/分钟。
 

在扫描电子显微镜下观察到的直径为20微米的机器人                                                             希尔兹实验室

研究人员在老鼠的膀胱上测试了他们基于气泡的声音驱动的速度恶魔。他们想看看机器人是否可以直接向膀胱输送药物来治疗间质性膀胱炎，这是一种被称为膀胱疼痛综合征的慢性疾病。间质性膀胱炎的症状包括膀胱和骨盆疼痛或压力以及频繁的小便冲动。

他们制造了数千个微型机器人，其中含有高浓度地塞米松，这是一种常见的类固醇药物，封装在他们的聚合物基质中。当微珠被引入时，研究人员发现它们附着在叶壁上，并在大约两天内释放出90%以上的地塞米松。


C： 将微型机器人引入小鼠膀胱并使用声波展开它们的示意图。D-H：微型机器人固定在膀胱壁上鳍的
扫描电子显微镜图像                                                                          Lee等人/科罗拉多大学博尔德分校

研究人员计划继续研究他们的微型机器人，最终使其完全可生物降解，并随着时间的推移溶解在体内。他们看到了未来的一系列应用。

该研究的主要作者Jin Lee说：“如果我们能让这些颗粒在膀胱中发挥作用，那么我们就可以实现更持久的药物释放，也许患者就不必经常来诊所了”。

这项研究发表在《Small》杂志上。

以下视频由科罗拉多大学博尔德分校制作，显示了微型机器人在被声场激活后被打印并以轨道运动的方式移动。

资料来源：科罗拉多大学博尔德分校