摘要:瑞士苏黎世联邦理工学院研发沙粒大小的磁控微型机器人,突破血流阻力,实现血管内精准递药?
瑞士苏黎世联邦理工学院团队近日研发出沙粒大小的磁控微型机器人,由明胶外壳包裹氧化铁纳米颗粒和药物,可在外部磁场引导下以40厘米/秒速度在血管内精准移动,到达病灶后通过磁场加热溶解释放药物。该技术在动物实验中成功率超95%,尤其适用于中风溶栓治疗,被誉为"血管快递小船"。
想象一下,一艘比沙粒还小的"快递船"正在中风患者的血管里逆流而上,它灵活地避开湍急的血流,精准找到血栓位置,释放药物后悄然溶解——这不是科幻电影,而是瑞士科学家刚发表在《Science》上的突破性成果。这支来自苏黎世联邦理工学院的团队,成功让微型机器人突破了血管内最大的障碍:高速血流和复杂路径。
传统静脉给药就像"撒网捕鱼",药物随着血液流遍全身,真正到达病灶的不足10%。而这款由明胶制成的微型机器人,通过三重磁导航系统实现了"指哪打哪"的精准递送。第一重旋转磁场让球形胶囊像轮胎般沿血管壁滚动,精度达到毫米级;第二重磁场梯度赋予它"逆流超能力",能顶着每秒20厘米的血流前进;最精妙的是第三重流入导航,遇到血管分叉时,磁梯度会像智能GPS般引导它拐入正确分支。
为了让这艘"快递船"既看得见又控得住,科学家们解决了材料学的终极矛盾:造影用的钽纳米颗粒密度大影响操控,磁性氧化铁颗粒又缺乏成像对比度。团队通过精确配比,让每个机器人同时携带两种颗粒,就像给快递员装上导航仪和动力引擎。实验显示,这套系统在硅胶血管模型中的送达成功率高达95%,比传统给药方式提升近9倍。
药物释放环节更是充满科技美学。当机器人抵达目标后,高频磁场会使内部纳米颗粒瞬间升温至41℃,明胶外壳像遇到热水的糖果般融化,精确释放药物剂量。全程无需电池或机械结构,所有能量都来自体外无创磁场,48小时内机器人残余物会完全生物降解。
这项突破最震撼的在于:它首次实现了在活体动物复杂血管网中的可控航行。在绵羊脑脊液测试中,机器人成功穿越了比头发丝还细的脑血管分支。这意味着未来治疗脑肿瘤时,抗癌药可以直接送到血脑屏障后的"禁区",避免全身化疗的副作用。
科学家们正在将平台拓展到更多领域:用猪皮胶原蛋白制作可抓取药物的"毛毛虫机器人",调整磁场参数就能改变其"腿"的数量和形状。这些生物相容性材料让微型机器人在完成送药任务后,能像积雪融化般安全消失。#优质好文激励计划#
从中风到癌症,从抗生素递送到基因治疗,这项技术正在改写现代医学的给药逻辑。或许不久的将来,我们血管里会常驻着这样的"纳米快递员",它们无声穿梭在生命的长河里,用精准投递守护人类健康。
来源:小肖科技每日一讲
