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科學家欲開發微型機器人 可在人體血管中「游泳」輸送藥物
 

【CTIMES 廖家宜 報導】   2017年07月25日 星期二

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醫療設備的聯網化與數位化構成智慧醫療體系,現今運用越來越成熟與普遍,不管是對病患或是醫護人員來說,不僅提升救護效率與品質,也大大改善人們現在的生活。不過,科學家顯然並不因此而滿足,根據外媒報導,科學專家目前正欲開發一款微米機器人,但該機器人並非使用在一般想像得到的場域如製造現場,而是應用於人體血管內,用來進行標靶藥物治療。

科學專家目前正欲開發一款微米機器人,使之能在人體血管內「游泳」,以便用來輸送藥物。
科學專家目前正欲開發一款微米機器人,使之能在人體血管內「游泳」,以便用來輸送藥物。

這項研究由中國哈爾濱工業大學主導。研究人員開發了一種極微迷你的機器人,被稱為「納米游泳者」。它的身長僅有5微米,而該微米機器人可以每秒10微米的速度在液體中游動前行,這個速度有多慢?若放到奧運泳池現場,微米機器人大約需要兩個月的時間才能游完單趟。然而,微米機器人由於在體積與性能都經過設計上的強化,可在更黏稠的液體中通行,因而它的終極目標是置入於人體血管中,從靜脈輸送藥物進行標靶治療。

由於自由式是人類游泳最快的姿勢,因而研究人員便讓微米機器人藉由模擬這個動作在血液中游動。研究人員表示,每個微米機器人由三個部分組成,包括兩個如香腸外型般的銀鉸鏈連結在一起,兩側則是由鎳製成的兩個磁性手臂,並向微米機器人施加磁場使手臂移動。

因此,隨著研究人員來回切換磁場方向,就會導致微米機器人的兩條手臂像游泳姿勢般旋轉並向前推進。但是由於血液比水更黏稠,難以游泳推進,研究人員經過多次試驗,發現微米機器人每秒僅能前進5.5微米,但這個速度仍比其他類似的微型機器人要快了一些。

研究人員預計未來欲將微米機器人應用於沒有侵入性手術的標靶藥物治療。由於其速度和體積非常微小,幾乎與人體血管大小相同,因而可透過將藥物塗抹在微米機器人身上,並注射到血液中,透過外部磁場控制運行軌跡,在加拿大多倫多大學致力於研究微型機器人的Eric Diller對此表示,「基本上,它微小到足夠去人體內任何地方!」

但該微米機器人也並非萬無一失。研究人員也表示,由於體積太小,導致單個微米機器人無法攜帶足夠的藥物劑量進行治療,研究人員進一步透露,或許還得使用一千個微米機器人才足夠。

Eric Diller指出另一個隱憂,則是安全性和毒性的問題。他表示,下一代的微型機器人必須使用生物分解材料製成才能使用於血液中。而對於像尿道或眼球這些組成還不算太複雜的系統,臨床實驗可在未來五到十年內展開。例如,將單個微米機器人直接注入眼球中,可直接將藥物傳遞到視網膜中,並隨後進行移除,這種運行方式將會比讓一群納米游泳者進入整個循環系統中游動要來的簡單的多。

關鍵字: 智慧醫療  機器人  標靶治療  微米 
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