以聲音為動力的微型機器人

　　研究人員在醫學微型機器人方面又向前邁進了一步，他們設計了一種微小的、快速的、自我推進的機器人，有朝一日可能直接將藥物送到身體內需要的地方。微型機器人，或稱微型機器人，被吹捧為下一代的藥物輸送系統，而且它們還在繼續進步。在過去的幾年里，我們已經看到了從改變形狀的微型機器人到噴灑藥物的微型機器魚的進展。

　　經過設計的納米顆粒是很好的藥物載體，因為它們可以防止藥物降解并控制藥物釋放的速度。然而，許多納米粒子依靠血液循環或擴散作為其主要運輸方式，這限制了它們到達某些器官和組織的能力。

　　來自科羅拉多大學博爾德分校的研究人員說，他們已經在微型機器人設計方面邁出了下一步，創造了一個微小的、自我推進的微型機器人，可以快速有效地輸送藥物。

　　這項研究的通訊作者C Wyatt Shields說："微型機器人在科學界獲得了很多興奮點，但使它們對我們感興趣的是，我們可以設計它們來執行身體內的有用任務。"

　　研究人員的靈感來自于自然界的生物"游泳者"，如細菌和精子，是如何利用非線性運動來導航復雜的內部環境的。

　　這種微型機器人由生物相容性聚合物制成，其中心有一個球形空腔，當機器人被浸沒在液體中時，空腔中的空氣會被捕獲。當氣泡被聲波（如超聲波）擊中時，它就會振動，推動這個小機器人前進。而且，是的，它的直徑只有20微米--比人類頭發的寬度還要小幾倍--它非常小。

　　為了最大限度地實現非線性運動，該機器人被安裝了對稱和不對稱的翅片，使其以軌道運動的方式旋轉，使其看起來像一個非常小的火箭。翅片還可以讓微型機器人以每秒約0.1英寸（3毫米）的速度行駛，這相當于每分鐘約9000次其自身長度。

　　在掃描電子顯微鏡下看到的直徑為20微米的機器人

　　研究人員在小鼠的膀胱上測試了他們以氣泡為基礎、以聲音為動力的微小裝置。他們想觀察這些機器人是否能直接向膀胱輸送藥物，以治療間質性膀胱炎，一種被稱為膀胱疼痛綜合癥的慢性病。間質性膀胱炎的癥狀包括膀胱和盆腔疼痛或壓力以及頻繁的尿意。

　　他們制造了數以千計的微機器人，在其聚合物基質中封裝了高濃度的地塞米松，一種常見的類固醇藥物。當這些微機器人被引入時，研究人員發現，它們緊緊抓住膀胱壁，并在大約兩天內釋放了90%以上的地塞米松。

　　C: 將微機器人引入小鼠膀胱并使用聲波部署它們的示意圖。D-H：微機器人的鰭釘在膀胱壁上的掃描電子顯微鏡圖像/科羅拉多大學博爾德分校

　　研究人員計劃繼續研究他們的微機器人，最終使它們完全可生物降解，隨著時間的推移在體內溶解。他們認為未來會有一系列的應用。

　　該研究的主要作者Jin Lee說："如果我們能使這些顆粒在膀胱中發揮作用，那么我們就能實現更持續的藥物釋放，也許病人就不必經常到診所來了。"

　　這項研究發表在《Small》雜志上。