变形纳米机械人 有望令治疗更精确

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纳米机械人在医疗用途日见广泛,中大最近更将动物世界的集体行动特性引入纳米机械人,以期能进入复杂人体进行检测及治疗。

港中文大学机械与自动化工程学系副教授张立领导的研究团队,最近开发了一种控制纳米机器人(Nano-robots)集体运动的新方法,将动物集体行动的特性引入纳米机械人,成功控制纳米机械人群体进行形态转变和分裂为多个微型群体。这种具有环境适应性、可重组的微型群体在生物医学应用上具有很大的潜力,例如用作标靶治疗。研究结果已在顶尖国际科学期刊《Nature Communications》发表。

在自然界中,动物组织存在着各种类型的群体,例如鸟群、鱼群、昆虫和细菌菌落等,每个个体之间会互相沟通,根据其所在的环境改变群体形态,例如一群蚂蚁会以身体互相支撑形成链状形态,穿越复杂地形。受到自然界的启发,研究人员希望将这个特性赋予纳米机械人,使它们可以相互协作,完成单一纳米机械人群体无法实现的目标。

张教授的团队利用动态自组装技术,成功将几百万个分散的磁性纳米粒子组装成可控的人工微型群体,透过调节磁场的振幅和频率,这一种条状微型群体可以进行多种可逆的形态变化,包括伸长和缩短,还有可控的分裂和融合。

张教授表示:「这种微型群体除了为微加工和精密控制等工业技术提供有效解决方案外,在标靶治疗方面亦有很大的应用潜力。研究人员可透过对纳米机械人群体进行编程设定,在微创手术中协助医生进行复杂的任务,例如穿过人体内的狭小通道。团队正与中大医学院合作,进一步研究如何将纳米机械人的群体特性应用于人体临床检测及治疗。」3

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