《創新醫材》史丹佛大學開發「水陸兩棲微型機器人」,可協助精準投放藥物

將藥物輸送到指定的身體位置,一直是研究人員想要突破的技術。目前已有多篇論文描述了可以無線操作的毫米級摺疊機器人 (origami robot),它們可以在狹窄的空間中移動並改變形狀以完成特定任務。這些機器人的潛在應用包括有針對性的藥物輸送 ─ 攜帶有效的載荷 (payload),在特定的地點釋放。

近日史丹佛大學的研發團隊,創造了藥物輸送領域的「水陸兩棲移動裝置」。研究人員設計了一種毫米級的機器人,可以滾動、翻轉和旋轉,穿過障礙物和液體,在複雜的生物醫學環境中行進

這項研究發表在《Nature Communications》上,主要是建立一些早期的基礎工作資料,特別是裝置透過實現地面和水中運動的數據。透過磁力操作,微型機器人被設計成能夠適應環境,自主地在滾動和翻轉之間切換以越過一些障礙物,施加磁場則可使微型機器人越過更大的障礙。

利用該設備,史丹佛大學的研究團隊將一種液體療法輸送到一個離體 (ex vivo) 豬胃中的一個目標,微型機器人可沿著預先設定好的路徑在胃裡滾動和翻轉,一旦到達目標地點,磁力幫浦就能釋放有效的載荷

研究人員還增加了一個旋轉機制,使微型機器人能夠在水底和水面上移動。為了對旋轉機制進行早期驗證,研究小組讓該設備在有粘性液體的體外豬胃中移動。黏稠的液體提供了比水更大的阻力,但是透過增加磁場的強度仍可以克服這種阻力。

其實,不只是史丹佛大學,麻省理工學院、布萊根婦女醫院 (BWH) 和諾和諾德 (Novo Nordisk) 於 2015 年開始合作開發注射器和筆式注射器的替代品,目標是共同創造能夠口服輸送生物製劑的新設備。目前研發已經有初步的成果,可以利用口服膠囊將壓縮的胰島素製成的小針頭注射到胃中,以實現胰島素的口服輸送。但相較之下,似乎史丹佛大學的微型機械人更能有效的控制生物製劑的釋放位置。

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資料來源:Fierce Pharma、Stanford University

 

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