【觀察者網(wǎng)綜合報道】打造能夠在人體內(nèi)運送藥物或者進行手術(shù)的機器人，是工程師們幾十年來不斷努力的方向。如今，通過磁信號的響應(yīng)，科學(xué)家們已經(jīng)能夠操縱螺旋藻機器人在體內(nèi)穿行。更有甚者，這種機器人以及它的磁場似乎可以殺死癌細胞。

11月22日，《科學(xué)機器人》雜志刊登了香港中文大學(xué)的材料科學(xué)家張力（音譯）及其團隊的最新研究成果，利用氧化鐵納米顆粒包裹數(shù)百萬個螺旋藻來磁化海藻，通過磁場將這些衛(wèi)星機器人引導(dǎo)至特定位置，然后使用核磁共振（NMR）的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)監(jiān)測其發(fā)出的熒光，在身體深處跟蹤其路線。

利用磁場來控制螺旋藻微型機器人的運動  本文動圖均來自《科學(xué)》雜志視頻截圖

圓柱形螺旋狀的絲狀體，單生或集群聚生，藻絲直徑5-10μm（微米），螺旋數(shù)2-7個。藻體可以顫動和旋轉(zhuǎn)運動，常像圍繞著一個縱軸似地很快旋轉(zhuǎn)，向前爬行。

迄今為止，科學(xué)家們反復(fù)試驗各種形狀的人造機器，有桿狀的、管狀的、球狀的，甚至是比一個細胞還小的籠子狀的。為這些微小設(shè)備持續(xù)供能一直是項挑戰(zhàn)，一是大多數(shù)供能燃料對人體都具有毒性，二是由于人體富含迷宮般的蛋白質(zhì)和其他分子，如何控制微型機器的運動方向也是難點之一。由螺旋藻擔(dān)任微型機器人則能夠很好地解決這兩大難點。

此外，研究人員開發(fā)了一種一步合成法來磁化海藻——用氧化鐵納米顆粒包裹了數(shù)百萬個螺旋藻。較長的浸出時間可以實現(xiàn)更多的控制，但是較短的浸出時間卻使研究人員能夠更容易地檢測到熒光。

利用氧化鐵納米顆粒包裹螺旋藻以對其磁化

在身體外部產(chǎn)生的磁場可以穿透活體組織而不對其產(chǎn)生傷害，從而研究人員能夠控制體內(nèi)磁化的藻類微型機器人。通過NMR，研究人員觀察到，在磁場引導(dǎo)下，微型機器人在老鼠的胃里聚集。

美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校納米工程師Joseph Wang說：“這是一個進步，你可以在身體內(nèi)追蹤這些游泳者。”他正在開發(fā)一種不同的醫(yī)療微機器人?！八哂猩锵嗳菪?，且成本低?！?

顯微鏡下螺旋藻微型機器人的移動

他提到的生物相容性是一個非常重要的特性。微型機器人會在數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)降解，這取決于其涂層的厚度；但它不會損害大多數(shù)細胞。唯一的例外是癌細胞——在實驗室培養(yǎng)皿中生長的腫瘤細胞，大約有90%在暴露于螺旋藻中48小時后被殺死了。

德國斯圖加特市馬克斯·普朗克學(xué)會智能系統(tǒng)研究所的物理化學(xué)家Peer Fischer說：“殺死腫瘤細胞的行為似乎是一個有趣的、意想不到的特征?！边M一步的測試表明，螺旋藻會產(chǎn)生一種對癌細胞有毒性的化合物。

但是對于全世界現(xiàn)有的6支正在開發(fā)這種微型機器人的研究團隊來說，未來還有很長的路要走。例如，張力的團隊仍然需要證明他們的微機器人可以攜帶貨物——例如在螺旋體中附著的藥物，并且能夠比服用或注射更有效地傳遞這些藥物。

“它還沒有準備好供醫(yī)生使用。”Wang說，但他認為再過10年，這項技術(shù)可能就已經(jīng)準備好了?！懊總€人都想實現(xiàn)這個奇妙的旅程?！?nbsp;