对身体不适的部位进行药物治疗与药物本身一样古老。创可贴放在皮肤光滑的膝盖上。滴入发痒的眼睛。手臂骨折了。
但是，经常让我们感到不适的是体内，而且很难达到。在这种情况下，可能需要像外科手术或化学疗法这样的治疗方法。加州理工学院工程与应用科学系的一对研究人员正在研究一种全新的治疗方式-微型机器人，可以将药物输送到体内的特定部位，同时可以从体外进行监控。
加州理工学院布伦医学工程和电气工程学教授王立宏说：“微型机器人的概念真的很酷，因为您可以将微型机械正确地放置在所需的位置。”“可能是药物输送或预先设计的显微外科手术。”
微型机器人是医学工程学助理教授王和高伟的共同研究项目，旨在治疗消化道肿瘤。
微型机器人由覆盖有薄层金和聚对二甲苯（一种抗消化的聚合物）的镁金属微球组成。这些层使球体的圆形部分未被覆盖，有点像舷窗。镁的未覆盖部分与消化道中的液体反应，产生小气泡。气泡流像喷射流一样向前推动球体，直到它与附近的组织碰撞。
可以自行缩放的球形镁球形微型机器人可能很有趣，但并不是特别有用。为了将它们从新颖性变为输送药物的工具，Wang和Gao对它们进行了一些修改。
视频：https：//www.youtube.com/watch？v = YWK3gg6J8ng
首先，将一层药物夹在单个微球与其聚对二甲苯涂层之间。然后，为了保护微型机器人不受胃部恶劣环境的影响，将它们包裹在石蜡制成的微胶囊中。
在这个阶段，这些球体能够携带药物，但仍然缺乏将药物运送到所需位置的关键能力。为此，Wang和Gao使用了光声计算机断层扫描（PACT），这是由Wang开发的一种使用红外激光脉冲的技术。
红外激光在组织中扩散，并被红细胞中的携氧血红蛋白分子吸收，从而使这些分子发生超声振动。这些超声波振动被压在皮肤上的传感器吸收。来自那些传感器的数据用于创建身体内部结构的图像。
以前，Wang已证明PACT的变异可用于鉴定乳腺肿瘤甚至单个癌细胞。关于微型机器人，该技术有两项工作。首先是成像。通过使用PACT，研究人员不仅可以在消化道中发现肿瘤，还可以跟踪微型机器人的位置，这些机器人在PACT图像中表现得很明显。一旦微型机器人到达肿瘤附近，就会使用高功率连续波近红外激光束来激活它们。由于微型机器人非常强烈地吸收红外光，因此它们会短暂加热，熔化包围它们的蜡囊，并使它们暴露于消化液中。这时，微型机器人的气泡喷射器激活，微型机器人开始蜂拥而至。喷气机无法操纵，因此该技术有点像shot弹枪方法-微型机器人不会全部击中目标区域，而是会击中许多目标。当他们这样做时，他们会粘在表面上并开始释放药物有效载荷。
这些微电机可以穿透消化道的粘液并停留很长时间。这改善了药物的输送。“但是由于它们是镁制成的，因此具有生物相容性和可生物降解性。”
在动物模型中进行的测试表明，微型机器人的性能符合预期，但是高和王说他们计划继续推动这项研究。
“我们证明了您可以到达患病区域并激活微型机器人的概念，” Gao说。“下一步是评估它们的治疗效果。”
高还说，他想开发微型机器人的变体，这些变体可以在身体的其他部位运行，并具有不同类型的推进系统。
Wang说，他的目标是改善PACT系统与微型机器人的交互方式。它使用的红外激光很难到达人体更深的部分，但他说应该有可能开发出可以进一步穿透的系统。
