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2025-08-11 17:44:00
研究者は、体内で薬を供給できるマイクロボットを作成しました。
液滴で形成されたマイクロボットは、精密標的薬物送達を可能にする可能性があり、最近の標的組織に薬物の0.7％のみを送るIV薬物送達を改善することができます、と最近のものによると 科学の進歩 勉強。
治療を模倣する実験 炎症性腸疾患、豚の腸で実行され、シミュレーションに支えられて、マイクロロボットをカテーテルによってどのように配信し、磁場を備えたターゲットサイトに向けられるかを示しました。
マイクロボットは、制御を可能にする薬や磁石を運ぶことができるゲルで構成される両面粒子です。
腸実験では、ゲルが溶解すると、化学貨物がターゲットサイトに到着することを確認するためにチームが検出した染料を供給しました。また、一部のゲルが長期間にわたって溶解して、遅延リリースをテストしました。送達後、磁気粒子はカテーテルに戻り、回収されました。
複数の場所で分配された場合、この機能は炎症性腸疾患治療を改善する可能性があります。たとえば、ステロイド、免疫調節剤、再生剤などの複数の薬物を腸に沿ってさまざまな炎症部位に送達します。
チームはまた、人間の膝のモデルを使用した低侵襲手術のユースケースをテストしました。マイクロボットは簡単にアクセス可能な領域でリリースされ、抽出のために入力サイトに戻る前に、染料を分配するために到達が困難なターゲットサイトに操縦しました。
「この作業により、私たちは非常に高度な治療の送達に近づいています。当社の高度な製造技術により、驚くべき特徴と動き能力を備えたソフトロボットシステムの作成が可能になります」と、オックスフォード大学生物医学工学研究所の生物医学工学研究所の教授であり、研究の共同著者であるモリー・スティーブンスは述べています。
マイクロボットを構成する粒子は、狭いチャネルを通って磁気粒子を含むゲルの流れを押すことによって作られます。オイルの流れがデバイスに入り、ゲルと交差し、均等にサイズの液滴をつまんでいます。磁気ゲル粒子は液滴の底に沈み、空のジェルが上部に浮かんでいます。
永続的な磁気液滴由来のマイクロボットまたはPMDMと呼ばれる結果のデバイスは、約0.2ミリメートル、または2つの人間の毛の幅を測定します。
「従来のマイクロボット製造のスループットは非常に低い。マイクロフルイディクスを使用すると、数分以内に数百のマイクロボットを生成できます。効率を大幅に向上させ、製造コストを削減します」
シミュレーションが予測され、特定の磁場周波数に応じてマイクロロボットがどのように移動するかを微調整しました。シミュレートされた障害物コースは、複雑な環境を介してマイクロロボットを操縦するための実証策として機能しました。
物理システムは、商用ソフトウェアによって制御された電磁石を使用し、マイクロボットのインチワームのようなチェーンを形成および移動する磁場を作成します。チェーンは3つの異なる方法で移動します。これは、研究者が歩く、rawい、または揺れると呼んでいます。彼らはコマンドを分解して再組み立てし、狭い通路やその他の障害物を横断するのを助けます。
「磁場の周波数に基づいて、特にアセンブリと分解サイクルのために、さまざまな粒子をどの程度制御しているかを見て驚いた」と、化学工学の委員長であるシャロン・グロッツァーのグループのミシガン大学の研究と研究の研究者であるフィリップ・シェーンヘファーは、次のように述べています。
次のステップとして、研究チームが設計しています 新しいマイクロボット これにより、複雑な環境をより適切にナビゲートできます。それらは、エマルジョンの異なる粒子をテストして、それらが互いにどのように引き付けられるかを理解し、さまざまな磁場の下でより大きな粒子の群れがどのように振る舞うかを研究します。
「計算プラットフォームを使用して、PMDMのコンセプトに触発されたより複雑なマイクロボットアーキテクチャのアイデアをすでに引き起こしている、さらに広いデザインスペースを探索するための遊び場も開発しました」とSchönhöfer氏は言います。
追加の研究者は、ロンドン帝国大学から来て、この研究にも貢献しました。
個々の研究者は、オックスフォード大学、中国奨学評議会、工学および物理科学研究評議会、ロゼトリーズトラスト、ブリティッシュハート財団、英国研究イノベーション、英国科学イノベーションアンドテクノロジー、ロイヤルアカデミーオブエンジニアリング、米国科学財団によって資金提供されました。
計算は、Purdue UniversityのAnvilとミシガン大学の高度な研究コンピューティングによってサポートされていました。
ソース： ミシガン大学
#磁石は小さなロボットを導き体内に薬を供給することができます