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英國科學家:既然精子游泳這麼厲害,讓它們幫忙在血管里送葯呀!

為了設計出終極游泳機器人,英國的科學家把目光投向了不起眼的人類精子。

他們設計出的機器人由一個小小的磁頭和彎曲的彈性尾巴組成,個頭跟跳蚤差不多,其外觀和游泳方式都很像作為靈感來源的精子。不過,兩者之間也有一些很大的區別:這些游泳機器人可通過改變電磁電流進行引導,由科學家在外部控制;哦,還有就是它們不會讓人懷孕。

事實證明,像這樣的「精子」是快速給葯的完美形狀。

一篇於9月4日發表在《流體物理學》(Physics of Fluids)雜誌上的新研究論文對這種游泳機器人進行了描述,據論文合著者、英格蘭埃克塞特大學(University of Exeter)講師費奧多·奧格林(Feodor Ogrin)稱,像這樣長得像精子的機器人可以為面向人類患者的給葯系統提供一種廉價而高效的模板。

「有朝一日,這些游泳機器人可以被用來向身體的正確部位給葯,辦法就是通過血管游過去。」奧格林在一份聲明中說,「開發這項技術可能徹底改變我們的醫療方式。」

設計以精子為靈感的游泳機器人,這個想法已經在之前的數項研究中經受過測試,但奧格林及其同事認為,他們找到了一種成本低廉的設計(機器人尾部可由簡單的3D列印模具製成)和完美的頭尾比例。

在這項新研究中,埃克塞特大學的科學家團隊製造了多個游泳機器人原型,它們的尾巴長度從1-12毫米不等。接著,該團隊把這些機器人放入不同粘度的液體中,使用不同強度的電磁電流引導它們前進。就像精子細胞通過擺動尾部(或「鞭毛」)向前遊動一樣,這些磁性游泳機器人也能擺動尾部遵循著電流路徑前進。

最終,研究人員發現,尾長4毫米的游泳機器人移動速度最快,而且最容易被控制。

在精子尾部動力學設計得到完美解決後,這支團隊測試了第二個假設,即如果這些形似精子的游泳機器人被固定在一個狹窄的通道(例如動脈)當中,它們是否能夠利用擺動尾部泵送液體,通過那個通道?為了找到答案,研究人員把游泳機器人固定在培養皿內一個矩形小槽一端的柱子上,然後在培養皿中倒入液體。果不其然,當該團隊使用電磁電流來刺激游泳機器人時,它的尾部擺動產生了足夠強的力量,不斷泵送液體通過小槽。

對各地熱衷於小型精子形機器人的愛好者來說,這是一個好消息。研究人員在論文中寫道,下一步將是把機器人做得更小。雖然尾長4毫米的機器人可以輕鬆在成年人直徑25毫米左右的主動脈中遊動,但根據通識讀本《牛津身體指南》(The Oxford Companion to The Body),很多人的毛細血管直徑只有8微米左右,比主動脈細了約3,000倍,比當前的精子形游泳機器人也要小500倍。現在看來,平均長度為50微米、其貌不揚的人類精子仍然有很多東西可以教給我們。

翻譯:何無魚

審校:李莉

編輯:漫倩

來源:NBC News

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