吳志光副教授團隊研發眼科醫學納米機器人 可鑽入眼球運送藥物

2021-01-08 哈爾濱工業大學新聞網

哈工大報訊(王雪/文)我校基礎與交叉科學研究院微納米技術研究中心青年教師吳志光副教授與德國馬普智能系統所皮爾菲舍爾(P.Fischer)教授團隊合作,首次實現納米機器人在眼睛玻璃體中可控、高效地集群運動,研究成果以「穿梭眼內玻璃體的群體潤滑微型推進器」為題,在線發表於《科學進展》(Science Advances, 影響因子11.511)。

研究論文發表後,受到多家國際國內知名學術媒體的關注和報導,《科學》《自然》雜誌對其進行了專題報導,多家國際知名學術媒體以及新華社等國內媒體也對其進行了報導。

常規的眼睛內藥物遞送主要依靠滴藥或血液運輸完成,然而這些方法受到多重生物屏障的阻礙,難以實現向眼球後部(如視網膜黃斑區域)的藥物遞送。近年來國內外科學家致力於設計可在眼睛玻璃體中可控運動的遊動納米機器人,試圖依靠納米機器人的自主運動來突破生物屏障完成藥物主動運輸。然而眼內玻璃體中生物分子的黏附嚴重阻礙了納米機器人的運動。如何擺脫生物分子的黏附,實現在生物流體內的長距離集群運動,成為長期制約眼科醫學納米機器人應用的瓶頸。

自然界中豬籠草表面具有納米厚度的液體潤滑層,使落到植物表面的昆蟲很容易滑落到植物的「口中」。受豬籠草液態潤滑界面的啟發,研究團隊首次提出了一種表面塗覆納米液態潤滑層的螺旋形磁性納米機器人,其直徑僅為500納米。這些表面潤滑的螺旋形納米機器人能夠在外源磁場的引導下有效地克服生物分子的黏附,完成從眼睛玻璃體中心位置到視網膜的長距離可控集群運動,到達眼內玻璃體中的指定位點。這些表面潤滑的磁性螺旋形納米機器人未來有望裝載藥物,通過自主運動的方式到達病灶部位,執行藥物主動靶向遞送任務,實現疾病的微創精準治療。

吳志光副教授於2015年獲哈工大化學工程與技術博士學位,2016年榮獲哈工大優秀博士學位論文,2016年底入選哈工大「青年拔尖人才選聘計劃」,被聘為副教授,2017年獲德國洪堡基金會「洪堡學者」稱號。目前在基礎與交叉科學研究院微納米技術研究中心賀強教授研究團隊從事納米機器人及其生物醫學應用的研究工作。他曾以洪堡學者和博士後身份分別赴德國馬普智能系統研究所和美國加州理工學院進行訪問研究。研究成果以第一作者和通訊作者在《科學進展》《德國應用化學》《美國化學會志》《先進功能材料》等國際知名學術期刊發表19篇論文。

原文連結:http://advances.sciencemag.org/content/4/11/eaat4388

《科學》報導: http://www.sciencemag.org/news/2018/11/watch-tiny-robots-swim-through-eyeball-deliver-medicine?from=timeline

《自然》報導: https://www.nature.com/articles/d41586-018-07278-0


相關焦點

  • 不再是科幻,科學家研發納米機器人可鑽入眼球來運送藥物!
    正如本期內容所關注的納米機器人針對醫學領域的研究,或許再過幾年,它們就可以攜帶著某種藥物進入我們體內去治癒複雜的疾病,但假如那時的我們對此依然毫無認知?就會如井底之蛙般對命運束手無措... 科學家們最近開發出了一種特殊塗層的納米尺寸「運載工具」,它可以在像眼睛的玻璃體這樣的密集組織中活躍的移動。
  • 遊動微納機器人的醫療開發,搭建基於納米機器人的免疫系統
    吳志光說:「人們一直幻想能不能做出主動的遊動納米機器人,裝載藥物在人體內遊走,將藥物遞送給病患區域內。」 他對遊動微納機器人的研發便致力於此。研發微納尺寸機器人首先要解決的是驅動問題,許多宏觀世界的驅動方法在微觀世界裡卻難以實現。吳志光在演講中打了個比方:「比如你躺在浴缸裡,感覺浴缸裡都是水。
  • 新納米機器人來了!這次它們將被植入人類眼球中,成為藥物搬運工
    新智元報導 來源:Science作者:Frankie Schembri 編輯:木青【新智元導讀】研究學者計劃利用納米級3D列印來製作微型螺旋狀機器人,並將它們送到人的眼睛裡,以幫助眼科疾病患者接受更精準的治療,這些「小蝌蚪」可以「遊過」人類眼球直達視網膜
  • 遞送藥物、修補細胞、改造基因,納米機器人將帶來怎樣的未來?
    對於機器人,相信大家並不陌生,但是今天我們要說的納米機器人也許您就不那麼熟悉了。說到納米,我們就會想到小,小的肉眼都看不到,要是未來出現了納米機器人,那到底是一件令人恐懼,還是令人神往的事情呢?還是先來了解一下納米機器人的來頭吧~第一個使用納米機器人(nanobot)這個術語的科學家是美國物理學家理察·費曼。早在1959年,他在一次大眾演講中,提到了使用納米機器人來治療心臟病的概念。
  • 遞送藥物、修補細胞、改造基因,納米機器人將帶來怎樣的未來?
    對於機器人,相信大家並不陌生,但是今天我們要說的納米機器人也許您就不那麼熟悉了。說到納米,我們就會想到小,小的肉眼都看不到,要是未來出現了納米機器人,那到底是一件令人恐懼,還是令人神往的事情呢?還是先來了解一下納米機器人的來頭吧~第一個使用納米機器人(nanobot)這個術語的科學家是美國物理學家理察·費曼。早在1959年,他在一次大眾演講中,提到了使用納米機器人來治療心臟病的概念。從那以後,人們進行了大量的研究,想看看這些納米分子裝置究竟能帶來什麼奇蹟。
  • 日研發出可通過血腦障壁的納米機器人
    日本研究團隊近日成功運用胺基酸開發出一種納米機器人(nanomachine),能夠順利通過腦中血腦障壁(BBB)的屏障將藥物送入腦內,預計未來將能用在治療阿茲海默症等腦部疾病
  • 浙大周民團隊研製一款微納機器人 可通過光合作用靶向治療腫瘤
    由於其具有靈活運動、精確靶向、藥物運輸等能力,在疾病診斷治療、靶向遞送、無創手術等生物醫學領域具有廣闊的應用前景。然而,現階段針對微納機器人的有關研究大多聚焦在體外,在體內治療應用的更多預期功能仍具極大挑戰性。
  • 納米送藥機器人,僅頭髮寬度1/200靠電磁驅動
    打開APP 納米送藥機器人,僅頭髮寬度1/200靠電磁驅動 郭婷 發表於 2018-11-16 17:30:48 快速準確將藥物送到眼球的不同部位是很困難的
  • 新型納米機器人有助眼底精準給藥
    新華社華盛頓11月3日電(記者周舟)一個國際團隊在新一期美國《科學進展》雜誌上發表報告說,他們開發出一種納米機器人,首次實現讓機器人繞過眼球表面抵達視網膜且不對組織造成損害,未來有望用於精準給藥領域。這種表面潤滑的螺旋形磁性納米機器人直徑僅為500納米,不到頭髮絲粗細的兩百分之一,它可在短時間內完成從眼球玻璃體中心位置到視網膜的可控運動。論文作者之一、德國馬克斯·普朗克智能系統研究所研究員丘天對新華社記者說,常規的眼科藥物遞送主要依靠滴藥或血液運輸完成,但這些方法受到多重生物屏障的阻礙,難以實現向眼球後部(如視網膜黃斑區域)的藥物遞送。
  • 有「手」有「腳」的DNA納米機器人,能在血液中搬運分子級藥物
    編者按:微型機器人是機器人研究的重要領域,對於醫療技術尤其重要。最近,科學家研發出了一款只有DNA單鏈大小的納米機器人。別看這個機器人這麼小,可謂「麻雀雖小,五臟俱全」。原文作者為 Timothy Revell,文章發表於《New Scientist》雜誌網站。
  • 研發天然溶栓納米機器人,要將前沿醫學科研成果快速轉化
    目前,納米機器人已經被認為是未來生物醫學科學技術的一個重要方向。它們可用於許多醫學領域,包括藥物靶向輸送、手術的精確操作、疾病的精確診斷和解毒。一般來說,納米機器人是醫療工具,可以進入瞄準人體內的特定目標。到達目標後,這些小型機器可以發揮作用,例如輸送藥物或實時了解藥物的作用。
  • 【新料】有「手」有「腳」的DNA納米機器人,能在血液中搬運分子級藥物
    微型機器人是機器人研究的重要領域,對於醫療技術尤其重要。最近,科學家研發出了一款只有DNA單鏈大小的納米機器人。別看這個機器人這麼小,可謂「麻雀雖小,五臟俱全」。原文作者為 Timothy Revell,文章發表於《New Scientist》雜誌網站。  相信我,近期你是肯定不會見到比這更小的機器人了。
  • 研發天然溶栓納米機器人,「祝康生物」要將前沿醫學科研成果快速轉化
    目前,納米機器人已被視作是未來生物醫療科技領域的重要方向,能在醫療領域有諸多應用,包括藥物的靶向運輸、手術的精準操作、疾病的精準診斷以及解毒等。通俗來講,納米機器人是一種可以進入人體內特定目標的醫療治療工具。到達目標後,這些小機器便可發揮作用,比如輸送藥物或者實時的了解藥物的作用情況。在完成這些目標後,納米機器人還能不留痕跡地被降解。
  • 頂刊綜述:精準醫學中的醫用微型/納米機器人
    來自美國史丹福大學的Fernando Soto教授團隊在Advanced Science 期刊上發表了題為「Medical Micro/Nanorobots in Precision Medicine」的綜述文章,簡述了醫用微型機器人和納米機器人在治療、手術、診斷和醫學成像方面的研究進展
  • 納米機器人或成未來醫學界主角?
    不久前,頂級刊物《科學·機器人學》(Science Robotics)上刊登了關於醫用納米機器人的突破性發現:藉助光聲斷層成像技術,實時控制納米機器人,讓其準確抵達人體某個部位(如腫瘤深處)進行藥物遞送或微創手術,完成人類幾乎不可能達到的療效。
  • 【納米】強二色性的偏光微納米機器人
    由於在精確的靶向藥物傳輸、微創手術、顯微操作製造及環境檢測修復等方面的巨大應用潛力,在過去的幾十年裡,微納米機器人吸引了越來越多的科學家的熱情和研究
  • 深圳先進院研發出新型光學探針 為納米機器人提供便攜GPS系統
    通過新材料的研發,人類未來可以實現今天看來就像魔法一樣的生活。記者近日從中國科學院深圳先進技術研究院(簡稱深圳先進院)獲悉,該院生物醫藥與技術研究所納米中心的張鵬飛副研究員團隊研發出基於聚集發光材料的多功能光學探針,能為納米機器人的開發提供便攜的GPS定位系統。
  • 納米機器人把原子級別藥物輸入細胞
    原標題:納米機器人把原子級別藥物輸入細胞   ■最新發現與創新   「超高的定位精度,在超過釐米以上的運動範圍內仍能保證納米以下的定位精度。」2016世界機器人大會上,由哈工大機器人集團研製的具備位移反饋傳感器的納米操作機器人引發了人們的關注。
  • 胡海迪:國內眼科亟需創新療法 靠"引進+研發"尋找突破口 ...
    NYSE)總部,擔任AMAC(亞太、中東和非洲國家)、中國和日本的區域醫學負責人和健康經濟與成果研究(HEOR)負責人;艾爾建醫療(NYSE:AGN) 中國區執行醫學總監;拓臻生物中國區負責人等職務,豐富的履歷使他獲得了國內外眼科領域的很多第一手經驗。在此過程中,憑著對眼科的興趣,胡海迪發現了眼科領域蘊含的巨大需求空間。於是,他選擇了創立一家專業的眼科公司,希望能彌補國內外在這一治療領域的差距。
  • 中山大學程度副教授團隊在多功能基因編輯納米載體研究取得進展
    近日,中山大學程度副教授研究組,在Science子刊Science Advances上發表了他們在多功能基因編輯納米載體研究中所取得的重要突破。針對上述難題,程度副教授團隊開發了一種還原敏感的多功能載體材料