科学家开发可变形微型机器人 将药物直接分配给癌细胞

2021年11月20日 00:18 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

化疗治疗癌症的困难之一是,目前的大多数化疗技术都需要系统地提供药物。当药物被全身输送时,它们会通过整个身体流向需要它们的特定细胞,从而对化疗产生各种副作用。许多接受化疗的癌症患者会告诉你,药物的副作用使他们感觉比癌症本身更糟糕。研究人员正在寻找传递抗癌药物以对抗肿瘤的方法,而这些方法不会对整个身体产生副作用。

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研究人员现在已经创造了微小的,可改变形状的微型机器人,可以将药物直接送到需要的癌细胞中。这些微型机器人的形状像小鱼,使用磁铁直接引导到癌症细胞。一旦进入身体中需要治疗癌症的正确位置,pH值的变化就会触发机器人张开它们像鱼一样的嘴,将药物送达。


过去,小于100微米的微尺度机器人被设计用来操纵小物体。然而,它们不能改变形状,而这是执行释放药物等复杂任务所需要的。过去这种类型的机器人面临的另一个挑战是,虽然一些小组能够设计出4D打印的物体,但它们只能执行简单的动作,能够对特定的刺激做出反应而改变形状。

在新的研究中,一个科学家小组开发了可变形的微型机器人,由磁铁引导到身体的一个特定部位。由于肿瘤是酸性的,该团队设计了他们的机器人,以应对降低的pH值而改变形状。第一批微型机器人是用一种对pH值有反应的水凝胶制作成螃蟹、蝴蝶或鱼的形状。该团队能够调整机器人特定区域的印刷密度,例如沿蟹爪、蝴蝶翅膀或鱼嘴的边缘,以编码pH值反应的形状变化。

为了使微型机器人具有磁性,它们被放置在氧化铁纳米粒子的悬浮液中。在整个测试过程中,该团队能够展示不同类型机器人的能力。鱼形机器人有一个可调节的嘴,可以打开和关闭。该形状也被发现可通过模拟血管转向,以达到培养皿中特定区域的癌细胞。

当培养皿中周围溶液的pH值降低时,鱼张开嘴输送化疗药物,这可以杀死附近的癌细胞。虽然这项研究证明了这一概念的有效性,但在任何潜在的人体试验之前,还有许多工作要做。尽管微型机器人很小,但它们需要更小,以便在人体的血管中进行导航。该团队还必须开发成像方法来识别体内的机器人并跟踪它们的运动。

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