我們都知道，在過去的很多年裡，許多科學家都希望讓各種微型機器人可以有效地穿過身體，執行藥物遞送、治療或檢測等功能。他們嘗試了很多的機器人形狀，例如，杆狀的、球狀的、多面體，等等。而如何為這些機器人有效地供能也一直是個挑戰，因為大部分的供能物質都會對生物體產生一定的傷害性。
最近，一項發表在雜誌《Science Robotics》上的研究，非常的有趣。來自中國香港中文大學材料科學家Li Zhang的團隊，發表了關於磁化螺旋藻的一項研究成果，讓人眼前一亮。讓我們來看看港媒的報導：
讓我們來看看螺旋藻機器人的原理和理論實踐依據
螺旋藻的運動形式 圖片來源：Science視頻截圖
螺旋藻是一種微型的藻類，很多時候，我們都將它用作膳食補充劑，對人體來說，健康無害。螺旋藻的形狀賦予了它獨特的運動特點，它的藻體可以以自身為軸，快速地旋轉運動，向前穿行。螺旋的形狀，具有強大的穿透能力，這個理論我們在日常生活中也並不陌生，例如，螺絲可以穿透模板，以及紅酒的開瓶器可以輕易的鑽入木塞的深處，這是杆狀以及球狀所不具備的功能。
研究人員以此獲得啟發，螺旋形狀是否能夠幫助微型機器人在身體內很好的穿行呢？很快，科學家們獲得了肯定的答案。
幾年前，Zhang教授和他的同事們用螺旋藻作為靈感，來設計合成微機器人，實驗證明，它在某種程度上是可行的。
這一次，科學家們決定使用藻類本身。他們需要一種方法來追蹤體內的機器人，而海藻本身可以產生螢光。研究人員想知道，他們是否可以通過檢測這種螢光來跟蹤機器人在身體表面附近的路線。那麼深層次的追蹤如何進行呢？然後，研究人員想到了常用的醫學成像技術——核磁共振(NMR)，使用這種技術可以對它在身體的更深部分的時候進行跟蹤。
通過氧化鐵對螺旋藻進行磁化
為了能夠有效控制螺旋藻在體內的穿行運動，並追蹤在身體深處的運動軌跡，研究人員決定對螺旋藻進行磁化。他們利用氧化鐵納米顆粒包裹數百萬個螺旋藻來磁化海藻，通過磁場將這些螺旋藻機器人引導至特定位置，然後使用核磁共振（NMR）的醫學成像技術監測它所發出的螢光，對它們在身體內的路線進行有效的跟蹤。
在磁化海藻的過程中，研究人員發現較長的浸出時間可以實現更多的控制，但是較短的浸出時間卻使研究人員能夠更容易地檢測到螢光。
研究人員在小鼠模型上進行了嘗試。通過NMR，研究人員觀察到，在外加磁場引導下，研究人員能夠有效控制體內的螺旋藻機器人，並引導微型機器人在老鼠的胃裡聚集。
螺旋藻機器人的運動 圖片來源：Science視頻截圖
美國加利福尼亞大學聖地牙哥分校納米工程師Joseph Wang說：「這是一個進步，你可以在身體內追蹤這些遊泳者。它具有生物相容性，且成本低。」
他提到的生物相容性是螺旋藻機器人一個非常重要的優點。它們會由於塗層的厚度的不同，在數小時或數天內在體內降解；更重要的是，它不會損害大多數細胞。但癌細胞是個例外——在實驗室培養皿中生長的腫瘤細胞，大約有90%在暴露於螺旋藻中48小時後被殺死了。這是個振奮人心的消息。
德國斯圖加特市馬克斯·普朗克學會智能系統研究所的物理化學家Peer Fischer說：「殺死腫瘤細胞的行為似乎是一個有趣的、意想不到的特徵。」進一步的測試表明，螺旋藻會產生一種對癌細胞有毒性的化合物。
雖然，距離這種螺旋藻機器人真正應用於臨床還有很長的路要走，但是，這項有趣的發現，為科學家們帶來了更多的靈感。未來，也許會有更讓我們期待的奇妙組合出現。
參考資料：
[1] Magnetically-Controlled OrganicMicrobots Could Change Medicine in the Next Decade
[2] This robot made of algae can swimthrough your body—thanks to magnets
[3] 科學家用磁場操縱藻類機器人 可穿過身體並殺死癌細胞
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1.香港患乳腺癌的患者存活率是89.8%，為全世界第二。
2.香港治癒胃癌率是世界第一，比西方國家高13%。
3.香港治癒肺癌率是世界第一，高於美國6%。
4.香港治癒肝癌率是世界第二，僅次於美國。
5.香港治癒直腸癌率是世界第二，比歐洲更高
6.香港治癒前列腺癌率是世界第二僅次於美國。
7.乳癌治療，1983年引進乳房局部切除及即時重建手術，為亞洲先驅。
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