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【解說】近日,暨南大學研究團隊在智能醫(yī)療微型機器人研究中取得進展,他們利用光學操控技術,在活的斑馬魚血管內(nèi)將內(nèi)源性的中性粒細胞構(gòu)建為智能微型航行器,實現(xiàn)了血管內(nèi)納米藥物的動態(tài)輸運和細胞碎片的可控清除,這在國際上屬首次。目前,此項研究成果已刊發(fā)在《美國化學學會核心科學》上。
【同期】暨南大學納米光子學研究院院長 李寶軍
這是一個血管,這是一個白細胞,就是我們微型機器人,我們用光控制,現(xiàn)在看我們白細胞開始走,把藥物吞噬到里面,抓住了,現(xiàn)在開始根據(jù)我們指令它走,我們讓它繞過這個障礙物,它就過來到這個地方,我們希望它藥物釋放,現(xiàn)在你看納米顆粒它就會釋放出來,這個藥物釋放出來。
【解說】據(jù)介紹,暨南大學納米光子學研究院10年前就有了用光操控細胞(培養(yǎng)液)的課題,2017年選擇了斑馬魚作為研究對象,隨后開始用光操控白細胞。
【同期】暨南大學納米光子學研究院副教授 劉曉帥
因為聚焦以后的光束靠近細胞的時候,它會產(chǎn)生光力,就類似于說我們的手可以握住一些東西,它也可以把一個東西握住,然后這個力是比較小的,所以對于我們宏觀來說的話我們是感受不到的。但是對于這種微觀的細胞來說的話,這種力就足以影響它的行為,把它靜止住,甚至說讓它按照我們想要的那種去走去爬去跑,這也是我們能夠把白細胞轉(zhuǎn)變成機器人的最開始的一個很基礎的理論知識。
【解說】而研究團隊之所以選擇斑馬魚為實驗對象,一方面因為斑馬魚的基因跟人類高度同源,另一方面其內(nèi)部血管和白細胞在光學顯微鏡下清晰透明,便于實驗觀察。不過在實驗過程中,研究團隊還是遇到了很大的技術挑戰(zhàn)。
【同期】暨南大學納米光子學研究院院長 李寶軍
因為你操控白細胞的時候,白細胞在血管里面,斑馬魚的血管就是十幾個微米,比如說藥物顆粒,你要把它讓白細胞吞噬,你得把藥物顆粒先注射到斑馬魚的血管里面,血管十幾個微米,你要精準的注射到十幾個微米的血管,難度非常大,所以我們花了很多的時間,我們不斷的摸索把它做出來。
【解說】除了在血管內(nèi)航行,該研究團隊還利用光力協(xié)助白細胞穿越血管壁進入組織,并驅(qū)動其在組織間隙中航行,其航行速度和方向均可以使用光進行遠程調(diào)控。
【同期】暨南大學納米光子學研究院院長 李寶軍
這一個變形的就是我們操控的白細胞機器人,現(xiàn)在我們操控想讓白細胞穿過血管壁,到達生物組織里面,也就是如果身體的某個地方有病毒和病菌侵入或者受傷發(fā)生病變,我們想讓它到那個地方去診治,它就開始穿過血管壁,這個實驗我們在實驗上難度比較大,比血管里難度大,現(xiàn)在白細胞開始穿過,它變形穿過血管,這是到生物組織里面了。
【解說】李寶軍表示,作為基礎研究,目前該研究只在斑馬魚身上進行,后續(xù)還將繼續(xù)優(yōu)化,逐步在小鼠和大動物模型上進行實驗。至于何時能在人體上進行實驗,還有很長的路要走。不過,相信經(jīng)過科研團隊的不懈努力,未來這項研究成果將在智能醫(yī)療領域發(fā)揮重要的作用。
【同期】暨南大學納米光子學研究院院長 李寶軍
我們可以把這些微型機器人,我們控制讓它在生物組織游走,類似于巡邏巡航,它發(fā)現(xiàn)某個地方細胞病變或者有細菌,它就會探測到,這個時候我們就能看到,但是白細胞它就會再靠上去,我們也可以用光誘導它遙控它靠上去,它就會把這個細胞消滅掉,這一個工作做好以后,對這些(智能醫(yī)療作用)非常大,通常你要治病,某一個地方你得吃藥,打針這個藥物要主動輸入到那個地方,它是擴散性的,我們這個是精準的,所以這一步一步做下去,并且是非接觸的非介入的,這個意義很好很大。
(記者 韋杰夫 劉詩英 廣東報道)