成功啦！受精子啟發的微型機器人可在身體里遊動，運送藥物

英國科學家在設計終極游泳機器人的過程中，受啟發於微小的人類精子。由微小的磁頭和彎曲有彈性的尾巴組成，跳蚤大小的無人機看起來和游泳的樣子很像它們的精子同伴，有幾個大的區別：這些游泳者是由移動的電磁電流引導，由科學家從外部控制。哦，還有不會讓你懷孕。英格蘭埃克塞特大學的講師Feodor Ogrin是發表在《流體物理》上新研究的合著者，描述了「游泳者」，根據該研究，像這樣的機器人精子可以為人類病人的藥物傳遞系統提供一個廉價、高效的模板。有一天，這些游泳者可以通過血管將藥物輸送到正確的部位，開發這項技術可能會從根本上改變我們的醫療方式。

博科園-科學科普：設計受精子啟發的機器人游泳者想法已經在之前的幾項研究中得到了驗證，但是Ogrin和同事相信已經找到了一個便宜的設計(尾巴可以用簡單的3d列印模具製作)和完美的頭尾比例。在新研究中，埃克塞特大學的科學家們建立了幾個尾巴長度在0.04英寸到0.5英寸(1到12毫米)之間的游泳者原型。研究小組讓這些游泳者在不同粘度的液體中放鬆，然後用不同強度的電磁電流誘導他們前進。就像精子細胞拍打和波動它的尾巴(或「鞭毛」)來推動自己前進一樣，這些具有磁性的游泳者跟隨電流的路徑，尾巴在他們身後擺動。

圖片：Shutterstock

最終，研究人員發現，尾巴長達0.15英寸(4毫米)的游泳者移動速度最快，而且控制最好。隨著精子尾部動力學的完美解決，研究小組測試了第二個假設：如果這些精子一樣的游泳者被固定在一個狹窄的通道里(比如動脈)，他們能利用尾巴的運動來推動液體通過那個通道嗎？為了找到答案，研究人員將一名游泳者綁在一個皮氏培養皿中一個長方形小槽的一端的柱子上，然後將柱子裝滿液體。果然，當研究小組打開電磁電流來刺激游泳者時，小無人機的尾部運動足夠強大，可以連續地將液體泵入水槽。

這對世界各地微小、受精子啟發的機器人愛好者來說是個好消息。研究人員寫道，下一步將變得更小。雖然一個0.15英寸長(4毫米)的機器人可以舒服地游過成人的主動脈(血管直徑約為1英寸，或25毫米)，但根據「身體的牛津伴侶」(The Oxford Companion To The Body)的說法，許多人的毛細血管只有大約8微米寬-大約是主動脈的3000倍，是目前游泳精子機器人的500倍。在平均長度為50微米的情況下，人類微小的精子細胞似乎仍能教會我們很多東西。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《Physics of Fluids 》｜文：Brandon Specktor/Live Science｜DOI：doi.org/10.1063/1.5046360

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