科學家用磁場操縱藻類機器人

幾十年來，工程師們一直在努力打造能夠在人體內(nèi)部運送藥物或進行手術的醫(yī)療機器人——這在1966年的科幻電影《奇異之旅》中并沒有多么神奇。

現(xiàn)在，通過對磁信號的響應，科學家已經(jīng)能夠操縱螺旋藻——一種微小的植物和食物補充劑——從人體中穿過。這種生物混合機器人有朝一日可以將藥物運送到身體的特定部位，從而減少副作用。更有甚者，這種機器人以及它的磁場似乎可以殺死癌細胞。

作為一種海藻，螺旋藻看起來就像一個微小的螺旋狀彈簧。在微觀層面，研究人員一直在嘗試用桿、管、球，甚至不比細胞大的籠子制造機器人，并取得了不同程度的成功。

在這些微型設備上安裝有足夠動力的電源是一項相當具有難度的挑戰(zhàn)，因為大多數(shù)潛在的燃料對人類都是有害的。另一個問題是，為這種微型機器人在身體的蛋白質(zhì)和其他分子迷宮中導航，需要一種控制其運動并觀察其位置的方法。

因此，中國香港中文大學的材料科學家張力（音譯）就把目光轉(zhuǎn)向了磁性和生物有機體。在身體外部產(chǎn)生的磁場可以穿透活體組織而不對其產(chǎn)生傷害，從而使得研究人員能夠在體內(nèi)移動磁化的物體。

為了最大限度地提高移動性，能夠快速旋轉(zhuǎn)的螺旋體無疑是最好的。也就是說加入螺旋藻。“你能在自然界中找到這樣一個方便的結構并且表現(xiàn)得非常好，這是很讓人驚訝的。”并未參與該項研究的Peer Fischer說。他是德國斯圖加特市馬克斯·普朗克學會智能系統(tǒng)研究所的物理化學家。

生物相容性是一個非常重要的特性。微型機器人會在數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)降解，這取決于其涂層的厚度；但它不會損害大多數(shù)細胞。唯一的例外是癌細胞——在實驗室培養(yǎng)皿中生長的腫瘤細胞，大約有90%在暴露于螺旋藻中48小時后被殺死了。進一步的測試表明，螺旋藻會產(chǎn)生一種僅對癌細胞有毒性的化合物。“殺死腫瘤細胞的行為似乎是一個有趣的、意想不到的特征。”Fischer說。

但是對于全世界現(xiàn)有的6支正在開發(fā)這種微型機器人的研究團隊來說，未來還有很長的路要走。例如，張力的團隊仍然需要證明他們的微機器人可以攜帶貨物——例如在螺旋體中附著的藥物，并且能夠比服用或注射更有效地傳遞這些藥物。

“它還沒有準備好供醫(yī)生使用。”Wang說，但他認為再過10年，這項技術可能就已經(jīng)準備好了。“每個人都想實現(xiàn)這個奇妙的旅程。”