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洛桑聯邦理工學院開發出能用於預防疾病的微型機器人

洛桑聯邦理工學院科學家Selman Sakar領導的研究團隊開發出能用於預防疾病的微型機器人。EPFL

洛桑聯邦理工學院(EPFL)科學家已開發出可操縱和機械性刺激生物組織、用水凝膠製成的人造肌肉。這些柔性機器人可用於標靶治療,並有助於診斷和預防疾病。

根據EurekAlert! Science News報導,EPFL科學家Selman Sakar領導的研究團隊已開發出能刺激細胞和微組織的微機械。這些工具由細胞大小的人造肌肉提供動力,可在微觀尺度上及生理條件下執行複雜的操作任務。

這些工具包括微致動器和由雷射光束無線啟動的軟性機器人裝置。它們還能結合微流體晶片,因此可用於執行組合測試,包括對各種生物樣本的高通量化學和機械刺激。

這套系統會組合各種水凝膠組件形成柔順的骨架,然後在骨架和微致動器之間形成類似肌腱的聚合物連結。藉由以不同方式組合程序塊和執行器,科學家就能創建一系列複雜的微機械。

該研究的主要作者Berna Ozkale表示,其軟性致動器在被近紅外線啟動時會迅速而有效地收縮。整個奈米級執行器網路收縮時,就會拉動週圍的設備組件並為機器提供動力。透過這種方法,科學家能在指定位置遠距啟動多個微致動器。微致動器能以毫秒為單位完成每個收縮、鬆弛循環。

除了用於基礎研究,該技術具備實際用途。例如,醫生可使用這些裝置作為微小的醫療植入物,來機械性地刺激組織或用於遞送生物製劑。

Sakar的實驗室還開發了1種多功能方法,用於在液體環境中拾取和運輸微觀物體。他們使用能記住其初始形狀的1種水凝膠球,當位於管末端的球被壓在物體上時,它會包圍物體並採用其形狀。然後在管中注入鈣離子,就會讓水凝膠凝固。

此時,水凝膠可用於運輸物體。若要移動較重的物體,則可局部升高溫度,藉由收縮力來增強由鈣離子觸發的幾何互鎖。若要釋放物體,將鈣離子換為鉀離子,就能讓球再次變軟。水凝膠可呈現多種形狀,使其成為通用的抓取器。

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