位于德國斯圖加(jia)刻的(de)馬克斯·普朗克智能體系研討所的(de)研討團隊由白細胞中(zhong)獲得(de)靈感，研發了一款可攜(xie)帶藥(yao)物進入(ru)血(xue)管的(de)微型機器(qi)(qi)(qi)人。該機器(qi)(qi)(qi)人的(de)直(zhi)徑正在(zai)3～7.8微米，相比之下，人類(lei)紅細胞的(de)直(zhi)徑為8微米。事(shi)情時，該機器(qi)(qi)(qi)人進入(ru)癌(ai)癥病人的(de)血(xue)管，逆著血(xue)液(ye)活動標的(de)目的(de)挪動，每秒(miao)能夠挪動600微米。找到(dao)癌(ai)細胞后，正在(zai)刻定(ding)的(de)紫外線刺激(ji)下，機器(qi)(qi)(qi)人能夠開釋藥(yao)物。

　　這項研討宣布(bu)正在機器人期刊《Science Robotics》上(shang)，論文標題為《正在血液活動中靶(ba)向運(yun)輸的多功(gong)能外(wai)表微(wei)型滾筒（Multifunctional Surface microrollers for targeted cargo delivery in physiological blood flo）》。

　　一、機(ji)器人模擬白(bai)細(xi)胞(bao)：沿著(zhu)血管壁挪動，識別出特定細(xi)胞(bao)

　　正(zheng)在之(zhi)前的醫學實(shi)踐中(zhong)，微型(xing)(xing)機器(qi)人(ren)(ren)只(zhi)會(hui)進(jin)入(ru)消化、腹膜腔等(deng)器(qi)官中(zhong)，輔助生(sheng)成醫學影像。人(ren)(ren)們一向(xiang)假(jia)想(xiang)能把微型(xing)(xing)機器(qi)人(ren)(ren)放入(ru)人(ren)(ren)體循環系統，使其精(jing)準地定位病灶，靶向(xiang)投(tou)放藥(yao)物。但事實(shi)上，這(zhe)一假(jia)想(xiang)很難(nan)實(shi)現，這(zhe)是由于(yu)(yu)血(xue)管內的物理環境比(bi)較復雜(za)，不(bu)利于(yu)(yu)機器(qi)人(ren)(ren)的挪動。

　　血液(ye)活動會導致麋集的非均質(zhi)流體環(huan)境，而能進(jin)入血管的微型(xing)機器人直(zhi)徑普通小(xiao)于10微米、正在龐雜流體環(huan)境中難以堅持推進(jin)力。

　　依據論(lun)文，白(bai)(bai)細胞是獨一可(ke)以沿著血(xue)管內壁挪(nuo)動(dong)的(de)(de)(de)細胞。馬克(ke)斯·普朗(lang)克(ke)智能體系研究所的(de)(de)(de)研究人員(yuan)仔細觀察了白(bai)(bai)細胞正(zheng)在(zai)血(xue)管中(zhong)的(de)(de)(de)活動(dong)方法，發現了白(bai)(bai)細胞可(ke)以正(zheng)在(zai)血(xue)管中(zhong)“逆水(shui)行(xing)舟”的(de)(de)(de)緣由(you)。

　　他們發明，相比于(yu)正(zheng)在血管(guan)(guan)中間處的(de)血液流(liu)(liu)速(su)，血管(guan)(guan)壁(bi)處的(de)血液流(liu)(liu)速(su)較低(di)，白細胞沿著血管(guan)(guan)壁(bi)挪動、受到的(de)阻力較小(xiao)。

　　白細(xi)(xi)胞(bao)的(de)另(ling)一(yi)個特征(zheng)是可以以高時空分辨(bian)率辨(bian)認(ren)和排除受(shou)損(sun)或(huo)被(bei)熏(xun)染(ran)的(de)組織(zhi)。這是由于白細(xi)(xi)胞(bao)上存在“辨(bian)認(ren)一(yi)些”，可以辨(bian)認(ren)出內皮細(xi)(xi)胞(bao)。當辨(bian)認(ren)出受(shou)損(sun)或(huo)被(bei)熏(xun)染(ran)的(de)組織(zhi)細(xi)(xi)胞(bao)后(hou)，白細(xi)(xi)胞(bao)會與它們聯(lian)合。

　　研究人(ren)員(yuan)模仿白(bai)細(xi)胞(bao)的挪(nuo)動方(fang)法，設計出一款能夠沿著細(xi)胞(bao)壁(bi)挪(nuo)動、并識別出特(te)定細(xi)胞(bao)的機器人(ren)。

　　兩(liang)、球(qiu)形(xing)機器人用磁力驅動，1秒能走(zou)600微米

　　正(zheng)在本項研(yan)討(tao)中，研(yan)討(tao)人(ren)員設計了一個(ge)球形的微(wei)(wei)型機(ji)器(qi)人(ren)，該機(ji)器(qi)人(ren)用玻璃(li)微(wei)(wei)粒制(zhi)成，直徑正(zheng)在3～7.8微(wei)(wei)米之(zhi)間。機(ji)器(qi)人(ren)表面不偏不倚，涂上(shang)分歧資(zi)料(liao)：

　　微型機器人外觀一半被鎳和金制成的磁性納米薄膜籠罩，應用磁力(li)得到(dao)推進力(li)，每秒(miao)能(neng)夠挪動600微米，相當于76個機器人體長！另一半涂有抗(kang)癌(ai)藥(yao)物和能(neng)辨認(ren)癌(ai)細(xi)胞(bao)的份子(zi)，能(neng)夠定位(wei)癌(ai)細(xi)胞(bao)并精準投放藥(yao)物。

　　研究人員設計用紫外線觸發機器(qi)人開釋藥物(wu)。用365nm的紫外線映照(zhao)30s后，藥物(wu)會由(you)微型(xing)機器(qi)人中開釋出來(lai)。

　　本項研討(tao)選用乳腺癌(ai)靶向藥份(fen)子DOX份(fen)子開展實驗，正(zheng)在DOX份(fen)子用熒(ying)光旌旗燈號干標志，以便判(pan)定藥物是(shi)不是(shi)被釋放出(chu)來(lai)。

　　三(san)、微型機器人在摹擬(ni)血管中輕松挪動

　　設計好機械(xie)人(ren)(ren)后，研究(jiu)人(ren)(ren)員開(kai)展一個實(shi)驗測試其性能。

　　首(shou)先，研究(jiu)人(ren)員用人(ren)體內皮細(xi)胞(bao)分解管道模仿(fang)血(xue)管，在其中注入老鼠(shu)CD1齊血(xue)液。然后，研究(jiu)人(ren)員把(ba)微型(xing)機器人(ren)放(fang)入這條血(xue)管中。

　　測試后果(guo)表現(xian)，當血(xue)液沒(mei)有活動(dong)時，微(wei)型機器人在血(xue)液中(zhong)的推進、導航皆非常輕松。研究人員進一步模(mo)擬了微(wei)型機器人在血(xue)液活動(dong)時的活動(dong)情形。后果(guo)表現(xian)，這兩款微(wei)型機器人均(jun)能在血(xue)管中(zhong)向血(xue)液上游挪動(dong)。

　　正在(zai)血流流動(dong)力為(wei)1.2dyn/cm2的(de)情況下，鎳(nie)涂(tu)層厚(hou)(hou)度為(wei)480nm的(de)微型機器人(ren)挪動(dong)速度到達55.5±20.8μm/s，涂(tu)層厚(hou)(hou)度2微米(mi)的(de)機器人(ren)挪動(dong)速度到達156.7±36.6μm/s。

　　馬克斯(si)·普朗克智(zhi)能體系研(yan)討(tao)所的研(yan)討(tao)團(tuan)隊由白細胞中獲得靈感，研(yan)發了出可攜帶(dai)藥(yao)物(wu)的微型機器人。

　　接下來，研究人(ren)員將繼續進行技能(neng)攻關。按(an)照論文，研究人(ren)員首先計劃正在植物身上測試這類機(ji)器人(ren)。其次，研究人(ren)員將實驗(yan)(yan)采(cai)納其他(ta)方法來觸發藥(yao)物開釋進程，比如用(yong)加(jia)熱或近紅外光。別的，研究人(ren)員將實驗(yan)(yan)用(yong)可(ke)降(jiang)解(jie)質料建造(zao)機(ji)器人(ren)，使其可(ke)以正在幾(ji)周(zhou)或幾(ji)個月內(nei)涵人(ren)體中(zhong)合成。

　　將來，微型機器人或可成為根(gen)治癌癥的“萬應靈藥”，讓我們靜觀其變。