一项新研究开发出可通过磁场控制的软体机器人。
研究人员希望该技术能够用于将药物输送至神经系统。
最新研究表明，这些机器人能够爬坡、逆流而行，并能将物质精确输送至神经组织的特定位置。
一项新研究探讨了可通过旋转磁场控制的微型翻滚式软体机器人。该技术可能有助于将药物输送至神经系统。在这项最新研究中，研究人员对这些机器人进行了全面测试，结果表明它们能够攀爬斜坡、逆着流体流动方向翻滚前行，并能将物质精确输送至神经组织的特定位置。
如果有一种微小的MANiAC可以在您的神经系统中穿行，为您进行药物治疗，您会同意吗？您或许会倾向于拒绝，但未来，“藻酸盐胶囊中的磁性定向纳米棒”（MANiAC）可能会成为医生可用的先进药物输送技术之一。近期一项发表于《机器人与人工智能前沿》的研究，是首次探讨此类微型机器人作为神经组织药物输送载体的表现。研究发现，在磁场控制下，这些微型翻滚式软体机器人能够逆流而行、攀爬斜坡，并在脊髓等神经组织中移动，同时将物质精确沉积于特定位置。
中枢神经系统疾病的治疗往往十分困难。“例如，通过口服或静脉注射给药以靶向治疗癌症或神经系统疾病，可能会影响与该疾病无关的身体部位和神经系统区域，”美国医疗器械公司Weinberg Medical Physics的Lamar Mair解释道。该公司是本研究的产业合作伙伴。“靶向给药可以提高疗效，并因减少脱靶给药而降低副作用。”
用于靶向给药的微型机器人
实现靶向给药的一种方法是利用微型机器人将药物输送至特定位置。尽管该技术仍处于起步阶段，研究人员已开发出多种微型或毫米级机器人，有望实现这一看似遥不可及的目标。然而，主要难题在于：机器人在体内组织中移动时，如何控制其活动；很少有研究人员通过观察翻滚式机器人如何穿越真实组织，来检验其性能。
磁场是控制体内物体的一种特别有前景的方式，因为它不受组织影响，且通常十分安全。MANiAC正是基于这一原理，它是一种微型翻滚式机器人，内含包裹在柔软球形外壳中的磁性纳米棒。这些特性应可使其在外部施加的磁场作用下，安全地在体内翻滚移动，目标是将其引导至药物输送的靶点位置。
本研究的团队希望在机体可能遇到的条件下测试其MANiAC软体机器人。这些条件包括神经系统起伏曲折的结构，其中有流动的脑脊液和陡峭的斜坡。
研究人员测试了MANiAC攀爬不同陡度斜坡及逆流动液体的能力。他们还获取了大鼠脑和小鼠脊髓，以测试机器人沿组织移动并在其表面沉积染料（作为药物替代物）的能力。
善于攀爬
在磁场刺激下，MANiAC成功攀登了陡度达45度的斜坡，并逆着与神经系统中相似的流体流动方向前行。研究人员能够以较高的精细度操控载有染料的MANiAC在啮齿类动物神经组织表面移动，并成功将染料沉积于特定位置。他们甚至对若干位置进行了再次给药，以增加该区域的“药物”剂量。
“能够返回并对初次治疗中剂量不足的区域进行再次给药，这一点意义重大，”参与本研究的普渡大学David Cappelleri教授表示。“这些结果仍非常初步且属高度实验性质，但我们认为已证明，小型、柔软、基于胶囊的微型机器人具有在神经疾病中实现局部可控给药的潜力。”
