向化学信号游动的微型机器人提供精确的药物输送解决方案

想象一下，微型机器人可以在身体中导航，将药物精确地输送到受损组织，同时避免副作用。夏威夷大学毛利分校的工程师们发现了一项新的突破，使这一愿景更接近现实

这项发表在《软物质》杂志上的研究展示了被称为Janus粒子的特殊设计的微观机器人如何检测和导航化学信号，就像细菌感知食物一样

当放置在化学释放贴片附近时，颗粒可以自动“游”向它，并在其正上方保持稳定的悬停位置。携带药物的颗粒可以自动定位并悬停在释放特定化学信号的感染或受损组织上，在需要的地方精确地输送药物

由UH Mānoa机械工程系博士生Viviana Mancuso、UH Mánoa副教授William Uspal和西班牙塞维利亚大学的Mihail Popescu组成的研究小组发现，颗粒形状在实现稳定的悬停过程中起着至关重要的作用

与球形颗粒相比，形状像微观棒的细长颗粒在保持其位置方面更有效，球形颗粒往往会随着时间的推移而漂移

Mancuso说：“这项研究使我们更接近于拥有‘智能’显微设备，可以将药物精确地输送到身体需要的地方，就像在细胞水平上提供微小、精确的输送服务一样。”

“这些微型机器人可以直接‘游’到问题区域——无论是感染、肿瘤还是损伤——而不是用可能引起副作用的药物淹没全身。”

工业应用

除了医疗应用，这项技术还可以用于检测材料的损伤。研究人员认为，这些颗粒可以识别金属表面上的腐蚀点，或者在受损时释放特定化学物质的材料中定位损伤

该研究还表明，即使从随机位置和方向释放，这些粒子也能找到它们的目标，这表明它们在现实世界中具有适用性

未来的工作将侧重于这些粒子在更复杂的环境中的表现，包括更好地模拟生物条件的流体。这一发展标志着朝着创建可以在医疗和工业应用中执行目标任务的自主微观设备迈出了重要一步 More information: Viviana Mancuso et al, Chemotactic behavior for a self-phoretic Janus particle near a patch source of fuel, Soft Matter (2024). DOI: 10.1039/D4SM00733F

Journal information: Soft Matter