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程師們已經制造了微型機器人來完成人體內的各種任務，現在可以把另一項關鍵技能添加到這個列表中：輸送干細胞。近日發表在《Science Robotics》上的一篇論文顯示，研究人員可以使用磁力驅動的微型機器人將干細胞傳遞給目標組織，并描述了創建小型機器人以及它們在測試時的工作情況。

在旋轉磁場下，微型機器人以滾動和螺旋運動的方式移動。先前的工作表明，通過將微型機器人注入血流然后使用外部磁鐵將它們引導到目標，應該可以將藥物輸送到活人的目標。在這項新的努力中，韓國大邱慶北科技學院 (DGIST)的Hongsoo Choi及其領導的研究團隊展示了他們的機器人在老鼠大腦切片、與老鼠大腦隔離的血管以及多器官芯片中的移動。

干細胞在醫學上越來越重要，而此發現提供了一種傳遞干細胞的替代方法。這樣的細胞可以被誘導成為幾乎任何一種細胞，使它們成為治療神經退行性疾病，如阿爾茨海默氏癥的最佳候選者。

目前，將干細胞送到目標區域的唯一方法是注射。但是將它們注射到難以到達的區域可能是困難的并且導致組織損傷。注射劑還會降低干細胞存活率，并限制其在體內的活動范圍。論文作者Jin-young Kim表示，微型機器人非常有潛力降干細胞輸送到精確且難以觸及的區域，對周圍組織的損害較小，存活率較高。

微機器人的優點激發了幾個研究小組在簡單的條件下提出和測試不同的設計，例如微流體通道和其他靜態環境。去年在香港的一組研究人員描述了一種毛刺狀的機器人，它可以通過活的透明斑馬魚攜帶細胞。

這項新的研究提出了一種磁力驅動的微型機器人，它能成功地將干細胞帶過活老鼠。在其他實驗中，這些細胞分化成星形膠質細胞、少突膠質細胞和神經元等腦細胞，并在多器官芯片上轉移到微組織。Kim說，綜合起來，概念驗證實驗證明了微型機器人在人類干細胞治療中的潛力。

研究小組利用三維激光光刻技術制作了機器人，并將其設計成兩種形狀：球形和螺旋形。利用旋轉磁場，科學家們以滾動運動導航球形機器人，以螺旋運動導航螺旋機器人。科學家們報告說，這種運動方式比簡單的拉力更有效，而且更適合用于生物流體。

在活動物（或人體）中導航微型機器人的最大挑戰是能夠實時看到它們。fMRI成像不起作用，因為磁場會干擾系統。作者在論文中寫道：“為了在體內精確地控制微生物，重要的是要在它們移動的過程中看到它們。”

在活體小鼠的實驗中，這是不可能的，因此研究人員必須在實驗前后使用一種稱為IVIS的光學斷層掃描系統來檢查微型機器人的位置。由于IVIS系統的局限性，他們還不得不借助永久磁鐵的拉力來操縱鼠標內的微型機器人。

Kim表示，他和他的同事們正在開發成像系統，使他們能夠實時觀察活動物中微型機器人的運動。

文章來源：IEEE電氣電子工程師學會

IEEE Spectrum

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