의료 '마이크로 로봇'은 언젠가 방광 질환과 다른 인간 질병을 치료할 수 있 습니다.

콜로라도 대학 볼더(University of Colorado Boulder)의 엔지니어 팀은 놀라운 속도로 액체를 통과할 수 있는 새로운 종류의 소형 자체 추진 로봇을 설계했습니다. 몸.

연구원들은 지난 달 저널에 발표된 논문에서 미니 의료 서비스 제공자를 설명합니다. 작은.

“마이크로 로봇이 비침습적 수술과 같은 신체의 특정 작업을 수행할 수 있다고 상상해 보십시오. “환자를 자르는 대신 우리는 단순히 알약이나 주사를 통해 로봇을 신체에 도입할 수 있으며 로봇이 스스로 절차를 수행합니다.”

Lee와 그의 동료들은 아직 거기에 있지 않지만 새로운 연구는 작은 로봇을 위한 큰 진전입니다.

그룹의 마이크로 로봇은 정말 작습니다. 각각의 너비는 20마이크로미터에 불과하며 사람의 머리카락 너비보다 몇 배 더 작습니다. 그들은 또한 매우 빠르며 초당 약 3밀리미터 또는 분당 자신의 길이의 약 9,000배의 속도로 이동할 수 있습니다. 상대적으로 치타보다 몇 배나 빠릅니다.

그들은 또한 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 새로운 연구에서 이 그룹은 일반적인 스테로이드 약물인 덱사메타손을 실험실 쥐의 방광으로 운반하기 위해 이러한 기계를 배치했습니다. 결과는 마이크로 로봇이 방광 질환 및 기타 사람들의 질병을 치료하는 데 유용한 도구가 될 수 있음을 시사합니다.

“마이크로스케일 로봇은 과학계에서 많은 흥분을 불러일으켰지만 우리가 로봇을 흥미롭게 만드는 것은 신체에서 유용한 작업을 수행하도록 설계할 수 있다는 것입니다.”라고 새로운 연구의 공동 저자인 C. Wyatt Shields는 말했습니다. 화학생물공학부 조교수.

환상적인 항해

그것이 공상 과학 소설에서 찢어진 것처럼 들린다면 그것은 사실이기 때문입니다. 고전 영화 Fantastic Voyage에서 모험가 그룹은 축소된 잠수함을 타고 혼수상태에 빠진 남자의 몸으로 여행합니다.

“영화는 1966년에 개봉했습니다. 오늘날 우리는 마이크로미터, 나노미터 규모의 로봇 시대에 살고 있습니다.”라고 Lee는 말했습니다.

그는 영화에서처럼 마이크로 로봇이 사람의 혈류를 타고 소용돌이치며 다양한 질병을 치료하기 위해 목표 영역을 찾을 수 있다고 상상합니다.

이 팀은 3D 프린팅과 유사한 기술을 사용하여 생체 적합성 폴리머라는 재료로 마이크로 로봇을 만듭니다. 이 기계는 작은 로켓처럼 생겼고 3개의 작은 지느러미가 달려 있습니다. 여기에는 약간의 추가 기능도 포함되어 있습니다. 각 로봇은 물에 유리잔을 거꾸로 담갔을 때 발생하는 것과 유사한 갇힌 작은 공기 방울을 운반합니다. 기계를 초음파에 사용되는 것과 같은 음향장에 노출시키면 기포가 격렬하게 진동하기 시작하여 물을 밀어내고 로봇을 앞으로 발사합니다.

새로운 연구의 다른 CU Boulder 공동 저자로는 기계 공학 조교수 Nick Bottenus; Ankur Gupta, 화학 및 생물 공학 조교수; 공학 대학원생 Ritu Raj, Cooper Thome, Nicole Day 및 Payton Martinez.

시험 운전을 위해 마이크로 로봇을 사용하기 위해 연구자들은 인간의 일반적인 문제인 방광 질환에 초점을 맞췄습니다.

안도감을 가져다주는

통증성 방광 증후군으로도 알려진 간질성 방광염은 수백만 명의 미국인에게 영향을 미치며 이름에서 알 수 있듯이 심각한 골반 통증을 유발할 수 있습니다. 질병을 치료하는 것도 똑같이 불편할 수 있습니다. 종종 환자는 의사가 카테터를 통해 독한 덱사메타손 용액을 방광에 주입하는 병원에 몇 주에 걸쳐 여러 번 와야 합니다.

Lee는 마이크로 로봇이 약간의 구호를 제공할 수 있다고 믿습니다.

실험실 실험에서 연구원들은 고농도의 덱사메타손을 캡슐화하는 마이크로 로봇 학교를 제작했습니다. 그런 다음 수천 개의 봇을 실험실 쥐의 방광에 도입했습니다. 그 결과는 실생활의 Fantastic Voyage였습니다. 마이크로 로봇은 방광 벽에 달라붙기 전에 장기를 통해 분산되어 오줌 누기가 어려울 수 있습니다.

그곳에서 기계는 약 이틀에 걸쳐 천천히 덱사메타손을 방출했습니다. 이러한 꾸준한 약의 흐름은 환자들이 더 오랜 기간 동안 더 많은 약을 받을 수 있게 하여 환자들의 결과를 개선할 수 있다고 Lee는 말했습니다.

그는 마이크로 로봇이 실제 인체를 통과하기 전에 팀이 해야 할 일이 많다고 덧붙였다. 우선, 이 그룹은 기계를 완전히 생분해성으로 만들어 궁극적으로 체내에서 용해되도록 하고자 합니다.

Lee는 “이 입자들이 방광에서 작동하도록 할 수 있다면 더 지속적인 약물 방출을 달성할 수 있고 아마도 환자들이 병원에 자주 오지 않아도 될 것”이라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/05/230524181939.htm