科学家研发了一种比细菌还小的微型机器人,可在眼球中“游动”治病

你知道那些有时在你眼前飘来飘去的小斑点或者浮游物吗?不久后,那些可能是机器人。

一支由医学研究人员组成的国际团队公布了新一类的医用纳米机器人,能在致密的眼球玻璃体中“游动”,其形状如同螺旋桨,用于将药物输送到眼睛中的精确位置。
到目前为止,这些纳米机器人只在模型系统和动物眼球中进行了测试,但最终将在医院部署,为医生提供一个治疗各种眼科疾病的新方法。
这些机器人由德国斯图加特的马克斯普朗克智能系统研究所开发,丹麦和中国的研究人员参与了这项研究。发表在《Science Advances》杂志上的一篇论文公布了这项新兴技术的细节。
之前已经有了在身体其他部位活动的纳米机器人,但普朗克研究所的这些机器人是第一种专门用于人类眼球的纳米机器人。该项目是一项大型计划的一部分。这项计划的目标是设计能在致密生物组织内部实现精准药物输送的微型机器人。
这些眼球机器人很小,用显微镜才看得见。它们宽约500纳米,差不多是人类头发直径的200分之一。研究人员说,它们比大多数细菌都更小,这样的大小才适合在复杂的眼球分子矩阵中游来游去。


那些机器人的运动方式如同螺旋开瓶器,设计上的一大挑战是设法让它们不被眼球的生物分子网缠住。其解决方法涉及添加一种不沾涂层。普朗克团队求助于植物界以解决这个问题。
“对于那种涂层,我们向大自然寻求灵感,”这项研究的第一作者吴志广(Zhiguang Wu,音译)在声明中说,“我们应用了在肉食性植物猪笼草上发现的一种液体。猪笼草通过其光滑的表面来捕捉昆虫。”
吴志广说,利用这种液体合成的不沾涂层类似于特氟龙不沾锅涂层。
“这种光滑的涂层对机器人在眼睛内部的有效推进至关重要,”他说,“因为玻璃体生物蛋白网络和纳米机器人表面之间的粘着力被降至最低。”
在运动时,这些眼球机器人依靠其他医用纳米机器人使用的一个标准系统:磁场。每个机器人都拥有螺旋桨形状的元件,里面有微小的金属粒子。那些粒子会对医生控制的外部磁场作出反应,最终将机器人引导至眼睛中的预定位置。
为了测试这项新技术,普朗克团队利用解剖的猪眼进行了一系列实验。他们使用一根细针,把数以万计的纳米机器人注入眼球的玻璃体中,然后利用磁场,使每个机器人的纳米螺旋桨转动起来,将这支机器人大军引导至视网膜。
这项研究的下一步将是让纳米机器人携带不同的药物进行测试。研究人员的想法是把纳米机器人大军部署到眼球,在无需手术或者其他侵入式技术的情况下,对眼睛进行治疗。
这项研究的合著者邱田(Tian Qiu,音译)说:“我们希望把我们的纳米机器人作为工具,对病灶难以抵达且被致密组织包围的各种疾病实施微创治疗。”

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翻译 | 于波;校对 | Lily
来源 |Seeker
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