由于独特的分层磁场和内置的磁控螺钉,乐高头脑风暴的肢体可以单独移动。资料来源:信贷:j. rahmer和b. gleich/philips research

新的研究表明,由磁力控制的微型机器人群有望在未来击败体内的癌细胞。

在过去的十年里,科学家们已经意识到通过遥控磁力来引导医疗设备在人体内的运动。例如,以前的研究使用磁场来操纵心脏中的导管和肠道中的内窥镜。

以前的研究也使用磁场来同时控制大量的微磁体。原则上,这些磁铁可以一起用来治疗癌症等主要疾病。然而,对现有技术来说,单独控制这些微器件以保持它们自己的方向和速度仍然是一个挑战。这是因为在相同磁场的控制下,具有相同磁性的物质通常以相同的方式反应。

今天,科学家们已经探索出一种方法来使每一种磁性设备完成特定和独特的任务。

这项研究的领导者是于尔根·罗默。“我们的方法可以在人体内进行复杂的操作,”来自德国汉堡的科学家说。

首先,科学家制作了一些完全一致的微型磁性螺钉,然后用均匀的磁场固定这些螺钉。在这个强磁场中,有些磁力很弱,微型螺丝可以自由移动。此时,添加相对弱的旋转磁场可以控制这些自由螺钉的旋转。

在实验中,研究人员可以同时精确控制微型螺钉在不同方向的旋转。原则上,他们可以同时控制数百个微型机器人。

作者说,人们可以考虑使用螺旋驱动的机器,这种机器不需要电池或发动机来在人体内运行。

跳跃的乐高头脑风暴的肢体用磁性螺丝连接,可以独立移动而不影响周围的磁铁。资料来源:j . rahmer AnD b . gleich/Philips research

这些磁体的主要应用之一是作为磁性螺钉嵌入微小的可注射药丸中。研究人员表示,医生可以利用磁场转动螺丝来打开药片。这可以帮助医生确定辐射“种子”在药丸中的确切位置,这种药丸可以杀死癌症,只破坏肿瘤部分而不损害健康组织,从而减少副作用。一旦药丸发出治疗剂量,医生可以依靠磁铁停止使用药丸。(药丸需要由金属材料制成,以防止辐射泄漏)

另一个潜在的应用是可以随时间变化的医学移植。例如,当病人康复时,磁场将改变移植物的形状,以更好地适应病人的身体。

专家们还提到,在未来,研究人员将开发小型磁场填充器来控制微型磁性机器人,并利用x光机或超声波探测器等图像技术来定位设备在人体内的位置。

蝌蚪工作人员从现场科学,翻译小昭编译,转载必须授权