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奈米級「電鑽」,打通阻塞血管

奈米顆粒如鑽孔機般前進,打通阻塞的血管。
奈米顆粒如鑽孔機般前進,打通阻塞的血管。JD [email protected] CC BY 2.0

血管堵塞

現代人擔心三高,血濁堵塞血管,引發中風心臟血管堵塞等問題。要解決血濁,不乏以化學藥劑或者食療方式讓血液變清,而在心血管手術則常見血管繞道或者撐開血管的方法,然而,現行的手術方法對慢性全栓塞的患者約只有60%的成功率。還有更多解決血栓的方式有待開發。

微型機器人

微型機器人在生醫研究是相當新領域,主要目的在放置機器人進入生物體,由外部操控,執行任務。生醫人網摘之前有報導過藥物釋放組織採樣的微型機器人,另外有電磁場、化學反應或材料物理作用為動力,整體而言,進入體內的任務形式和外界操控的方式,是微型機器人開發的挑戰。那麼,既然可以進入體內,那麼也可以打通堵塞的血管嗎? 講到這裡,你大概會想到通水管的通樂―以化學方法溶解阻塞物,或者像鑿井開挖―以工具鑽入打通。

奈米顆粒打通血路

美國賓州「德瑞克索大學」(Drexel University)、瑞士「蘇黎世聯邦理工學院」(ETH Zurich)和韓國的研究團隊,共同開發了一種微型機器人, 這個裝置由3~4個奈米氧化鐵圓形小顆粒組成,這些圓型小顆粒彼此間以化學鍵或磁力連結,放置到血管堵塞的局部,外部以磁場控制每個小顆粒轉動,而因為每個小圓球互相連結,個別運動又轉動,會讓整體扭動前進。好像我們使用開軟木塞酒瓶的工具一樣,慢慢鑽入。外部磁場的控制,不但引導奈米顆粒結合連結成串,也能導引整體前進。那麼使用後要怎麼取出呢?這些奈米顆粒是有機的生物分解材料,不會引發免疫反應,而製程上可以改變顆粒大小和表面材料來因應不同的血管栓塞條件。

螺旋前進

這種「鑽」血管以打通血路的想法,其實來自造成人類「萊姆病」(Lyme’s Disease)的蟲―「伯氏疏螺旋體」(Borrelia burgdorferi),這種蟲成螺旋狀,在人體組織內就是以這種旋轉的方式破壞組織細胞。所以微型機器人打通血管的設計,就是模擬這種蟲入侵生物體的方式。而微型機器人的小顆粒,裡面也可以裝置抗凝結藥物,當血管打通之後,這些藥物就能釋放來維持局部的血管暢通。

生醫人網摘 觀點

這是個很有意思的發明,不過,當血管打通後,打下來的栓塞碎片,是否有可能快速流到其他位置造成傷害?這點可能要進一步思考。

文章參考:Drexel University
影片來源:BAST Lab at Drexel University
圖片來源:JD Hancock@Flickr  CC BY 2.0
原文參考:Journal of Nanoparticle Research

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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