您现在的位置是:首页 >综合 > 2020-11-13 15:29:20 来源:

声致动显微装置长什么样

EPFL的研究人员已经开发出可遥控的机械微型设备,将其插入人体组织后,可以操纵围绕它们的液体,收集细胞或释放药物。这一突破为生物医学领域提供了从诊断到治疗的众多潜在应用。

可以将一种柔软的,细胞大小的胶囊注入体内以收集样本进行活检,释放药物或进行有针对性的干预措施的想法是否难以想象?它不是针对EPFL的MicroBioRobotic系统实验室(MICROBS)的科学家而提出的,这些技术可以完成所有这些事情。机械设备研究所教授Selman Sakar说:“我们设备的核心组件是声学微型引擎,我们使用3-D纳米打印技术制造了它。” “这些零件是由水凝胶制成的,水凝胶是一种与人体组织一样坚硬的生物相容性材料。然后,我们进行了计算仿真,以发明一种由多个发动机组成的复杂的微型设备。”

遥控执行

萨卡尔说:“设备进入人体后,必须对其进行远程操作。” “使用电缆或管子之类的系绳太具侵入性。” 研究人员使用超声波来驱动特定的微引擎并操纵周围的流体。“该设备的精确设计是由于其结构设计。通过机械共振,我们可以通过调制声激励频率来仔细控制设备的哪个部分被致动。”

萨卡的团队还开发了一系列引擎和机制。通过组合各种部件(泵,收集室和各种尺寸的过滤器),他们设计了活检装置。研究人员还建立了由声学微型引擎产生的流体推动的移动设备。

可编程体内药理学和靶向治疗

将该技术与医学成像相结合,意味着患者将能够进行长期监控,而无需任何外部干预。该研究的主要作者Murat Kaynak说:“我们已经使微流体技术摆脱了电子和外部约束。” 由于水凝胶的可调性,现在可以将微流体装置注入人体组织,并用于大大增强生化分析。”

该装置也可以用于治疗目的。Kaynak补充说:“当超声波驱动时,医生将能够对该设备进行编程以释放特定的药物剂量。” “这将使他们能够治疗身体的特定部位,并最大程度地减少副作用。”

控制寿命

尽管注射显微设备的侵入性最小,但事实证明,移除这些设备更具挑战性。解决方案可以在用于构造设备的材料中找到。Kaynak说:“设备能使用多长时间取决于其制成的材料。” “某些水凝胶可快速降解,而另一些则保留更长的时间。这种驱动概念对各种类型的聚合物都适用。”

到目前为止,仅进行了体外实验。下一步将是在体内测试这些设备。