人造纳米机器人研究进步神速,可在单个人体

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最近,人造微/纳米机器人在医学应用领域获得了极大的兴趣,比如靶向药物、纳米传感、治疗、纳米外科等。这些微小的纳米机器人有潜在的能力进入我们体内的深层组织,并通过感知周围环境的需求释放一种特殊的药物。因此,科学家们正试图用这种方法来治疗癌症,因为这种方法非常有用,因为它能够瞄准预先确定的组织,并相应地释放药物。

来自世界各地的科学家们正试图为不同的目的制造各种类型的纳米机器人。最近纳米技术的发展使他们能够实现这一目标,从而导致微/纳米机器人领域的巨大发展。虽然大部分的这些结果仍在实验室,我们希望很快可以使用它们在临床环境中,病人能够吞下,吸气和注入这些纳米机器人,我们能够把他们非侵入性的方式移到病灶,然后执行任务,如遥感到特定位置进行治疗而不影响相邻细胞的功能。

最近一项最新的研究报告称,在“活细胞内的磁性纳米分子的可操作性”中,螺旋形的磁性纳米机器人可以在一个活细胞内被操纵,这是我们身体的基本单位。细胞内环境是一个高度异构的环境。科学家曾试图在生物细胞内操作黄金纳米棒,但他们从未成功地将其以一种可控的方式移动。这就是为什么这组科学家使用不同种类的纳米机器人来达到这个目标。他们设计了一种策略,可以在细胞内控制这些纳米机器人。因此,利用这项技术,可以将有效载荷放置在细胞本身的一个理想位置,这在细胞生物学和生物物理学中非常重要。简单地说,这些纳米机器人为更好地了解细胞内环境提供了新的可能,这在以前是不可能的。

纳米机器人是一种螺旋状的磁性纳米结构,它是利用一种叫做掠角沉积技术的技术制造的。在特定的项目中,团队使用了两个不同尺寸的纳米机器人,较小的一个是nm厚,2.4微米长,大的一个是nm厚,2.8微米长。小的纳米机器人在细胞内的可操作性比大的更强,这是由于细胞内环境的自然孔隙率。这些微小的结构是通过三轴亥姆霍兹线圈的旋转磁场来实现的。

这项工作由一组科学家完成,他们包括物理学家和生物学家,在班加罗尔的印度科学研究所。由于工作的多样性,来自纳米科学与工程中心、分子生殖系和生物化学系的科学家们对这个项目进行了密切的合作。AmbarishGhosh教授的“光学、纳米结构和量子流体实验室”是螺旋磁性纳米机器人领域的先驱之一,目前由于其有用的应用前景,世界各地的几个研究小组都在研究它。

这些纳米机器人非常重要的一点是它们能够感知周围介质的粘度。Ghosh教授的实验室早前的一项研究报告,通过分析这些纳米机器人的动力学来测量介质的粘度。这是一个很重要的方面,因为没有对纳米机器人的任何修饰,我们可以测量粘度,这是许多生物过程的一个非常重要的参数。因此,它可以达到传感的目的。

除了传感之外,纳米机器人还能以极高的速度和精确的速度运送有效载荷。Ghosh教授的研究小组的另一项研究表明,通过将纳米机器人与等离子体(一种特殊的光物质相互作用)结合起来,可以捕获有效载荷。这种技术允许选择性的拾取、传输、释放和定位亚微米对象。因此,它服务于靶向药物传递的目的。简而言之,这些微小的纳米机器人在未来的医疗应用中有可能成为一种独特的工具。

科学家将目前的工作视为迈向下一代疗法的重要一步。人工磁性纳米机器人在异质细胞内环境中的操控,以及这些微型马达对环境的感知能力以及有效载荷运输能力使其成为未来医疗干预的有力竞争者。

尽管这些都是非常有趣的成就,但对于未来的自主和非侵入性治疗来说,仍然存在更多的挑战。主要的挑战是当这些纳米机器人深入到组织中时,对它们进行成像。Ghosh教授的小组已经开始寻找这个特殊问题的可能解决方案。他们试图在活体器官内追踪这些微小的纳米机器人。一旦它被整理出来,就有可能通过外部磁力和在病变部位释放药物,甚至在细胞内,通过感知周围环境的方式,在组织中通过所需的路径进行导航。




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