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在大脑中驾驭声波

本站发布时间:2023-12-09 15:16:23

脑出血、脑出血以及神经和心理疾病都需要加强药物治疗即使有有效的药物可用,这些药物也会产生严重的副作用,因为它们会在整个雨中循环,而不仅仅是在需要治疗的地方鉴于这一情况,研究人员很有希望有一天能够提供更多的方法,将药物输送到特定的地点为此,他们正在开发微型运输工具,可以引导他们穿过错综复杂的血管

苏黎世联邦理工学院、苏黎世大学和苏黎世大学医院的研究人员现在已经管理了第一次引导微型车辆通过血液进入动物排泄系统的试验

超声波而非磁性

与国际导航技术进行比较,如基于磁场的导航、超声波提供了一些好处苏黎世声学机器人教授兼该研究的监督DanielAhmed解释道:“除了在医学领域广泛使用外,超声波还可以穿透身体。”

在他们的微血管中,Ahmedand被困在充满脂质的微气泡中,脂质是生物细胞膜上残留的相同物质气泡的直径为15微米,并经常用作超声波造影的集中材料

如图所示,这些微气泡可以引导穿过血管Ahmed说:“由于这些气泡或小泡已经被批准用于人类,我们的技术很可能会被批准并用于人类需求,而不是目前正在开发的其他类型的微血管。”他于2019年获得欧洲研究委员会的StartingGrant,用于研究和开发该技术的项目

超声波引导的微气泡电阻的另一个好处是,一旦完成工作,它们就会溶解在水中当使用另一种方法,磁场时,微型运载工具必须是磁性的,而且开发可生物降解的微型运载工具并非易事此外,苏黎世研究人员开发的微气泡也不太光滑Ahmed小组的一名研究人员和该研究的作者Alexia DelCampoFonseca说:“这使我们可以自定义细长的毛细血管。”

Goingagainstheflow

在过去的几年里,Ahmedand和他的团队一直在研究如何引导微气泡通过狭窄的血管现在,在与苏黎世大学和苏黎世大学医院的研究人员的合作下,他们在小鼠的血液中测试了这种方法研究人员将这些气泡注射到患者的循环系统中,在没有任何外部帮助的情况下,他们就可以在血液中存活下来然而,有人用超声波固定膀胱的位置,并引导它们沿着血流方向穿过膀胱本身可以引导气泡通过盘旋的血管,也可以多次改变方向,将气泡引导到血流的最新分支

为了控制微型车辆的运动,必须将四个小型传感器连接到每只老鼠的头骨外部这些电子设备在超声波范围内产生振动,这些振动以波浪的形式传播到彩虹中在雨中的某些点上,两个或多个转换器发出的信号可以相互采样或相互抵消他们使用一种简单的方法来引导气泡,调整每个单独换能器的输出实时想象气泡移动的方向

为了创建该研究的图像,搜索器使用了两张照片和显微镜在未来,他们还希望使用超声波进行成像和种植,以增强超声波技术

在这项研究中,微气泡并没有与药物一起出现研究人员首先想证明,他们可以将微型运载工具引导到血液容器中,并且这项技术适合在大脑中使用这就是医学应用的原因,包括癌症治疗、中风和心理学条件研究人员的下一步将在桶的外侧涂上药物分子,以便于运输他们希望将整个方法提高到可以在人类中使用的程度,并为开发新的治疗方法提供基础


来源:

Materials provided by
ETH Zurich. Original written by Fabio Bergamin.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Del Campo Fonseca A, Glück C, Droux J, Ferry Y, Frei C, Wegener S, Weber B, El Amki M, Ahmed D.
    Ultrasound trapping and navigation of microrobots in the mouse brain vasculature. Nature Communications, 2023 DOI: 10.1038/s41467-%u200B023-41557-3

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