美国研制微型机器人 以细菌驱动在人体中穿行

简介:

新浪科技讯 据澳大利亚广播公司6日报道,美国科幻作家艾萨克·阿西莫夫笔下神奇的微型船队人体之旅将要实现了。研究人员发现了一种用细菌的自身推进力驱动微型机器人穿行液体的方法。

  这样的装置将有助于将药物或者监视器送入人体如眼球腔、尿道或者脊柱等液体流过的部位。匹兹堡卡内基·梅隆大学的助理教授梅廷·斯蒂说:“我们使用的是粘质沙雷氏菌,它是一种能让淋浴帘出现粉红色斑点的细菌。”然而,让这种微小细菌穿行液体并非易事,就它们的尺寸而言,它们穿行液体有如在糖浆中游泳一样艰难。但是,这些细菌都拖着一个可旋转的螺旋式尾巴(也叫鞭毛)来推动它们前行。

    斯蒂和他的研究组将5到10个这样的细菌引入一小滴聚苯乙烯中。细菌便依附在液滴上,因为它们本身带正电,而聚苯乙烯滴带负电。然后,研究人员把这种细菌和聚苯乙烯结合的液滴悬浮在一种水和葡萄糖的溶液中,吸收到葡萄糖的养分后,细菌的旋转鞭毛就会推动液滴前行,速度约为每秒15微米。

  当科学家在溶液中加入了硫酸铜后,重金属铜离子吸附在细菌鞭毛上,鞭毛便动弹不得,液滴就无法前行了。当在溶液中再加入另一种化学物后,铜离子离开鞭毛,液滴又开始转动了。斯蒂说:“我们进行了多次实验,用化学物阻碍液滴运动,然后分离化学物再让液滴动起来。”这一过程不会造成丁点伤害。而且,更令人信服的是我们能够通过注射方式将微型机器人送入体内,使用外显的即时成像技术,医生便可观察到机器人的位置,通过遥控手段让它到达目标位置。

  如果可行的话,机器人将“大有作为”,可以监控或者感知组织,也可以输送药物。斯蒂表示,如果机器人是由生物降解原料制成,它还可以自行分解或者顺尿道从体外排出。瑞士联邦理工学院苏黎世分校机器人技术与智能体系教授布拉德·内尔森说:“用微米级物体穿行液体是聪明的方法,但是,唯一的挑战是如何操纵它们,如何让它们停、动自如。”

  斯蒂对这种说法表示认可,他说,要让这种微米级机器人做这种奇妙的旅程,还将需要载体电子学、传感器、无线通信和微电池部件。




原文出处:科技行者
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