澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的一个工程师团队发明了一种微型潜艇,这种潜艇从纳米马达中获取动力。这些微型潜艇能够穿越人体,将药物输送到生病的器官,而不需要任何手术。
新南威尔士大学生物医学工程学院和化学工程学院的康亮博士说:“我们已经知道微型马达利用不同的外部驱动力——如光、热或磁场——主动导航到特定的位置。”在这项研究中,我们设计了微型电机,它不再依赖外部操作来导航到特定的位置。相反,它们利用生物环境的变化来自动导航。”
碰巧的是,人体有各种各样的触点,可以作为向导。例如,梁的团队依赖于人体的pH值。由于我们的身体主要是水性的,需要花费大量的能量来维持pH值在健康范围内,微型潜艇将能够自我调节pH值,以保持它们在人体中穿行时的浮力。
梁说:“大多数微型电机都是二维的。但在这项工作中,我们设计了一个垂直方向的机构。我们将这两个概念结合起来,设计出一种以3D方式移动的自主微型马达。这将使它们在未来最终成为智能药物输送工具。”
由康亮博士和他的团队创造的微型潜艇以可控的蜂群形式移动。根据该团队的说法,未来可能包含数百万个这样的微型潜艇。每一个微型潜艇都可以容纳数百万个药物分子。这将导致为患者创造一种有效的治疗方法。梁进一步说:“一旦在胃肠道液中,携带药物的微型潜艇就可以释放。在液体中,它们可以移动到上部或下部区域,这取决于患者的方位。携带药物的颗粒可以被癌症部位的细胞内化。一旦进入细胞,它们就会被降解,导致药物以一种非常有针对性和有效的方式释放出来对抗癌症。”
到目前为止,这些微型潜艇还处于概念验证阶段。然而,它们将是金属有机框架,将有微型马达系统,容纳一种被称为过氧化氢酶的生物活性酶。过氧化氢酶是人类体内效率最高的酶之一。它每秒能分解上百万个过氧化氢分子。梁说:“我们计划将这一新发现应用到其他类型的纳米颗粒上,以证明该技术的多功能性。”
这些微型机器人可能不会很快穿过我们的身体,但就像太空旅行一样,这样的未来正在稳步靠近。