“在体内执行任务后自我消失” 微型医疗机器人研发成功
一种能够在人体内自由改变形状、完成任务后无炎症地自行溶解消失的软体微型医疗机器人已在国内成功研制。
韩国研究财团20日表示,由 Chosun University 教授 Ko Gwangjun、Chonnam National University 教授 Choi Eunpyo 和韩国微型医疗机器人研究院组成的联合研究团队成功开发出软体微型医疗机器人。
此次开发的医疗机器人能够根据湿度、化学成分、近红外线、高频加热、温度、磁场等外部环境实现运动,并兼具生物相容性与可降解性以及体内实时监测功能,被认为是其优势所在。
此前开发的软体机器人主要集中在利用形状变化模仿生物体运动,实现仿生运动,研究重心过于单一,导致其应用领域极为有限。
尤其是受制于材料本身的局限性,难以同时实现良好的生物相容性与可降解性以及体内实时监测功能,因此在以无创方式对疾病进行诊断和治疗、并需综合考虑形状变化、驱动和刺激等因素的医学与生命科学应用领域中,软体机器人一直难以得到有效利用。
研究团队此次开发出一种克服上述局限性的全新形态软体医疗机器人。其以可在体内降解的天然高分子(壳聚糖)和对磁场有响应的磁性纳米颗粒为材料,在保持传统软体机器人柔顺运动特性的同时,实现了向目标位置移动和追踪的功能,这是该机器人的一大特点。
更重要的是,由于该软体医疗机器人在完成任务后可自行溶解消失,预计今后在医学与生命科学领域的应用前景将大大提升。
首先,研究团队在机器人表面刻蚀微细图案,使其能够在仅有1℃误差的温度变化下向预定方向弯曲,并利用磁性纳米颗粒对磁场的响应性,使机器人可以移动到目标位置。
通过这一方式,机器人能够像以往软体机器人一样,实现花瓣、藤本植物、幼虫、手指等多种仿生运动。
研究团队在实验中通过X射线成像对软体机器人的运动进行实时判读,并确认其在无毒性及无炎症反应的前提下,于4周内逐步降解。
Ko Gwangjun 教授表示:“本次研究开发的软体微型医疗机器人克服了现有软体机器人在材料方面的局限性,展示了将其应用领域扩展至医学与生命科学领域的可能性。研究团队今后将继续推进相关研究,使研究成果能够作为平台应用于疾病治疗与再生、体外疾病模型构建以及药物筛选等医学与生命科学领域。”
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