德国研发出近（jìn）似（sì）人体白（bái）细胞的微（wēi）型机器人

近日，德国马克斯·普朗克智能系统研究所(MPI-IS)成（chéng）功开发出大小、形状和活动性（xìng）与白细胞相似的微型机器人，并在磁场的导航（háng）控（kòng）制下实现了微型机（jī）器（qì）人在（zài）模拟血管中的快速逆行，为将（jiāng）来通（tōng）过微型机（jī）器人将药（yào）物运送到患者病灶深处铺平了道路。

在过去的二十年中，由于制造技术，材料，控制和成像等方面（miàn）的重大进步，微机械研究（jiū）领域得到了长足发展（zhǎn）。然而，当前的微型机器人大多只能到达可以观察到或相对容易接近的组织(例（lì）如胃肠道)，以及缓慢流动的（de）环境。如何让微型机（jī）器人（rén）克服粘（zhān）滞力，到达体（tǐ）内（nèi）深处，并在人体复杂环（huán）境中实现精（jīng）准（zhǔn）操控（kòng），是围（wéi）绕靶（bǎ）向（xiàng）药物精准输送研究面临的重大（dà）挑战。

现在，德国马克斯·普朗克智能系统研（yán）究所的（de）科学（xué）家以（yǐ）白细胞为（wéi）模（mó）型，成功开发了一款微型机器人，其大（dà）小，形状和活动性与白细胞（bāo）相似。在（zài）实验（yàn）室（shì）模拟（nǐ）血管的环境下（xià），这种（zhǒng）微型机器人可（kě）以携带抗（kàng）癌药物，在人（rén）工操纵下较快地进行（háng）有目的地运（yùn）动。相关成果发表在（zài）近日的《科学机器人》杂志上。

白细胞是一类无色、球形、有核的血细胞。它是免疫系统（tǒng）的守护者，也是科学家（jiā）的灵感（gǎn）来源，因为白细（xì）胞是（shì）血液中唯一（yī）有活跃移动能力的（de）细（xì）胞。它能够从毛（máo）细血管内皮细（xì）胞的（de）间（jiān）隙中渗出，进入血管周围组织内，并在（zài）其中游走。马克斯·普（pǔ）朗（lǎng）克智（zhì）能系统（tǒng）研究所的（de）科学家认真（zhēn）研究这（zhè）一（yī）现象（xiàng），希望利用这一仿生策略来创建一个靶向（xiàng）药物精（jīng）准输送的新平台。

科（kē）学家们为（wéi）此（cǐ）研发了（le）一款直径（jìng）约八（bā）微（wēi）米的微型机器（qì）人（rén）。这种微型机器人由（yóu）微小（xiǎo）的玻璃颗粒组（zǔ）成，镍（niè）金材料（liào）制成的磁性纳米膜覆（fù）盖在球形微型机器（qì）人的（de）一侧，可（kě）以（yǐ）发现癌细胞的特殊（shū）分子作为癌症药（yào）物附着在另一（yī）侧。在实验（yàn）室模（mó）拟血管的环境中，研究（jiū）人员使（shǐ）用显（xiǎn）微镜对机器（qì）人进行成像（xiàng），然（rán）后使用电磁线圈对其进行控（kòng）制，成（chéng）功操纵（zòng）微型机器人快速运动。

论文（wén）第一作者尤努斯·阿拉潘(Yunus Alapan)博士说：“借（jiè）助（zhù）磁场，我们的微型机器人（rén）可以在导航控制下逆流（liú）穿过模（mó）拟血管（guǎn），由于（yú）血液流动和密集（jí）的细胞环境，这是一（yī）个挑战。此前（qián）还没（méi）有类似微（wēi）型机器人能够承受这（zhè）样的流体（tǐ）。但是我们做到了（le）！此外（wài），我们的机器人还可以独立识别它们（men）感兴趣的（de）细胞，例如癌细胞。它们之所以可以这样是因为我们用细胞特异性抗体包裹着它们。这样，人们（men）可以（yǐ）在运动中（zhōng）(精准地)释放（fàng）药（yào）物分子。”

在实（shí）验（yàn）室（shì）中，微型机器（qì）人（rén）的运动速度可达（dá）每秒600微米。这大约是（shì）其体长的（de）76倍，这使其成（chéng）为这种大（dà）小（xiǎo）的磁性微型机器人中（zhōng）速度最快的。项目负（fù）责人（rén），马克斯·普朗（lǎng）克智能系统研（yán）究（jiū）所（suǒ）物理智（zhì）能（néng）部主任梅丁·西蒂(Metin Sitti)教（jiāo）授表示，“我们的愿景是创（chuàng）建用于（yú）微创及靶向药物输送的下一代运输工（gōng）具（jù），它（tā）们（men）可以（yǐ）(像白细胞一样穿（chuān）过（guò）血管)进一步渗透到体内，使难以到（dào）达的区域更容易被接近。”

不过，目前这种微型机器人还（hái）没有在（zài）人体中（zhōng）进行过（guò）测试（shì）。参与（yǔ）研究的博士生乌古尔·博祖尤克（kè）(Ugur Bozuyuk)说（shuō）：“在（zài）医院中，当前成（chéng）像方法的分辨率还不够高（gāo），无法对人体中的单个微（wēi）型机器人进行成像。此外，考虑到（dào）微型（xíng）机器人(大约10微米)和器官组织（zhī）(数千（qiān）微米)之间（jiān）的大小差异，单个微（wēi）型机器人（rén）可（kě）以（yǐ）携带（dài）的载药量（liàng）显然也不够。人们必须能（néng）够在一（yī）个（gè）群中一起（qǐ）操纵多个微型机器人，以（yǐ）获（huò）得足够的效果。我们离（lí）此还有很（hěn）长（zhǎng）的路要走，这仅仅（jǐn）是（shì）个开始。”