例如,化学推进的微型机器人需要催化材料的不对称分布来产生定向运动。电磁推进的微型电动机使用磁性材料来诱导微型工程结构的旋转。而超声推进的电动机则采用密度不对称的结构来产生压力。
对于纳米发动机制造,研究人员也已经探索出在模板上使用薄膜涂层来产生不对称涂层结构的方法,其他具有更复杂结构的设计,例如微线圈或复杂的几何形状,已使用先进的技术进行了构建,包括3d打印,掠射角沉积和卷式光刻。
从引擎角度来看,许多研究都借鉴大自然已经发展出的各种各样的机制来实现小尺度的运动。
许多微生物拥有化学转子,使它们能够给鞭毛或纤毛动力,驱动它们产生螺旋形或珠状运动,从而使它们运动起来。
这种推进机制一直是旋转合成微型机器人的灵感来源。基于此,科学家开发出人造螺旋微结构,柔性细丝或转针沿着细菌鞭毛的轴线旋转。
每个独立的微型机器人在能量上是独立于其他微型机器人的,而不是被磁场牵引到指定的方向。
“按照现有的技术,你想要制造出合适的纳米机器人都是摆在面前的第一难题。还有另外一个,现有的技术,更多的是起到靶向运输的作用,而你现有的研究成果,已经能够实现药物的靶向输送了吧。”
小丁对于纳米机器人也有过接触,事实上,在哥大的时候,她就像在纳米机器人的技术里边,找到靶向传输的方法。
微纳机器人用于靶向输送,将纳米机器人直接引导到患病组织中,可以用作运送药剂的动态平台,而且,当微机器人到达特定位置时,通过诱导触发治疗有效载荷的释放,可以改善药物靶向性。
药物主要由用于治疗和预防疾病的小型合成化学品组成。
不论给药方式如何,药物制剂的药代动力学特性均很差,例如半衰期短,生物分布有限以及从体内迅速清除,这常常会损害药物制剂的功效。
因此,高剂量重复给药是不可避免的,以诱导所需的治疗效果,这可能导致毒性和副作用增加。
在这个方向上,纳米机器人具有克服这一挑战的潜力。
能够在目标区域精确剂量而不是依靠大剂量的系统性释放。通过使用静电相互作用,药剂也直接被捕获在纳米机器人的表面上。
常用的几种“运载车”之一,比如带负电的聚吡咯聚苯乙烯磺酸盐片段。
可以将带正电的亮绿色抗菌药物加载到超声推进纳米机器人“运载具”上。
并且,静电相互作用在h7时是稳定的。当环境h值变得相对酸性h值4时,聚吡咯聚苯乙烯材料段被质子化,导致负载的亮绿色药物分子被触发释放。
此外,还有利用还原的氧化石墨烯铂微火箭运输阿霉素。
还原的氧化石墨烯可通过ππ相互作用负载药物。该方法基于电化学刺激提出了独特的触发释放机制,破坏了阿霉素与微纳米马达的石墨烯表面之间的相互作用。
她将自己了解过一些实验方法,和苏鑫做了探讨。
小丁认为,在别的方面,她可能不如苏鑫,但是在纳米机器人上,自己一点都不落后!
那时候,苏鑫的研究方向还在超分子自组装上,顶多是往转运蛋白上靠近一些。
想法很好,但是,丁雨文并不知道,苏鑫是外挂傍身的人!