医疗和牙科

哥伦比亚的液体手表机制分配了体内的药物

可以在身体内部旅行和解决问题的缩水机器人技术不仅是动画片和科幻小说的最爱(想想恐怖的辛普森一家树屋xv:一家人在伯恩斯先生内飞出一艘飞船以找到玛吉),而且还在现代的现实中医学研究。来自哥伦比亚大学的团队由Sau Yin Chin,Yukkee Cheung Poh,Anne-CélineKohler,Jocelyn T. Compton,Lauren L. Hsu,Kathryn M. Lau,Sohyun Kim,Benjamin W.由塞缪尔·西亚(Samuel Sia)教授领导,已经开发了一种基于液体的机械系统,该系统可以植入体内并随意释放药物。

如何制作?

可植入的微电力系统(IMEMS)是一种按照使用的技术类型制造的微流体设备片实验室软动物研究。它由3D打印的水凝胶组成,该水凝胶使其在体内可接受的质地和成分,而不是更硬,更坚固的合成材料,例如塑料或金属。

哥伦比亚IMEMS的构建是机械日内瓦驱动器的杰尔布尔版本,该版本通常用于操作电影放映机和手表。下面的移动图像是该机制的非典型示例,仅由一个齿轮构造,插槽由另一个旋转齿轮的牙齿移动。

日内瓦机制6 Spoke Animation.gif
日内瓦驱动器的运动。Wikipedia贡献者移动GIF​​图像Mike1024

In Sia’s microfluidic device, the motion is generated by the application of a magnet – the toothed gear is implanted with magnetic iron particles that allow it to be controlled by hand through a barrier such as the skin/muscle tissue (shown below acting through perspex).

齿齿轮激活的开槽齿轮中有隔室,其中持有药物。当用磁铁移动时,这些隔室将浓量的药物分配到体内。

GIF图像显示了一个移动用铁颗粒植入的齿齿轮的磁铁(银缸)。黄色三角形是沉积在IMEM中的物质,在达到适当的旋转后将释放。其他三角形室是空的。剪辑通过:IEEE光谱在YouTube上。

用IMEM治疗癌症

到目前为止,研究已经测试了癌症小鼠的机制。结果在10天内进行了监控“在标准全身化疗剂量的1/10处显示高治疗功效和低毒性”根据Sia等人的论文。发表在《科学机器人学杂志》上4Th2017年1月。

扫描IMEM植入鼠标中的IMEM。图像通过:Sia等。
扫描IMEM植入鼠标中的IMEM。图像通过:Sia等。

由于当前的IMEM替代品是一种彻底损害健康和癌细胞的彻底治疗方法,因此显然该设备如何对患者更有益。哥伦比亚的方法比典型的化学疗法更具控制性,仅处理人体部分的细胞。

使医疗保健实用且风度翩翩

该IMEMS只是由Samuel Sia和Associates在哥伦比亚大学专业分子和微观工程SIA实验室开发的医疗解决方案集合中的一种设备。

SIA实验室主要涉及护理点诊断,移动健康和组织工程的发展被许多人考虑成为国际医疗保健的未来。以前的项目包括芯片上个性化疾病模型,,,,可以用来研究药物和物质对患者疾病的特定表现的影响,也可以莱姆病的护理测试,通常是从tick虫中获取的。

这样的关注不仅是考虑数字和远程连接的时代的演变,而且还具有社会意识,并寻求帮助其他人不容易获得此类资源

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特色图显示了在哥伦比亚大学印刷的水凝胶IMEMS 3D。摄影作者:Sau Yin Chin