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從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校工程科學(xué)學(xué)院微納米工程實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)將調(diào)制的渦旋光束進(jìn)行單次快速曝光或三維空間掃描，加工出泳動(dòng)性能與裝載貨物能力更強(qiáng)的空心管形和錐形螺旋結(jié)構(gòu)，并利用該結(jié)構(gòu)進(jìn)行神經(jīng)干細(xì)胞的體外移植、靶向藥物運(yùn)輸治療腫瘤細(xì)胞。相關(guān)成果日前發(fā)表在《先進(jìn)材料》等期刊上。

諾貝爾獎(jiǎng)得主理查德·費(fèi)曼曾在1959年率先提出利用微型機(jī)器人治病的想法，用他的話(huà)說(shuō)，就是將“外科醫(yī)生”吞下。這些“外科醫(yī)生”稱(chēng)為人造微納機(jī)器人。受自然界微生物自由運(yùn)動(dòng)啟發(fā)，通過(guò)電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光場(chǎng)等手段可以有效地驅(qū)動(dòng)這些微納機(jī)器人，在無(wú)創(chuàng)手術(shù)、靶向藥物運(yùn)輸和生物傳感檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)可以無(wú)線(xiàn)式精確操縱微納機(jī)器人，改變外部磁場(chǎng)梯度和方向，進(jìn)而使其沿著期望的軌跡運(yùn)動(dòng)。

研究人員設(shè)計(jì)具有特殊相位信息的光場(chǎng)全息圖，并將其加載于空間光調(diào)制器面板上，調(diào)制出的三維渦旋光場(chǎng)可用于高效加工空心管狀和錐形螺旋結(jié)構(gòu)，利用錐形空心螺旋結(jié)構(gòu)，在其表面加入磁性響應(yīng)材料，采用自行搭建的三維亥姆霍茲線(xiàn)圈控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)輸入電流的相位信息在三維空間內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向的改變使磁性結(jié)構(gòu)受到磁力矩作用，進(jìn)而完成有效驅(qū)動(dòng)。

研究人員利用錐形空心螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部分別裝載納米及微米級(jí)貨物，并在體外完成了神經(jīng)干細(xì)胞的移植；利用管裝微結(jié)構(gòu)裝載運(yùn)輸抗癌藥物對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行有效治療，并通過(guò)熒光驗(yàn)證治療效果。該成果提出了簡(jiǎn)單穩(wěn)定的空心管狀、錐形螺旋微電機(jī)加工操縱技術(shù)，在細(xì)胞移植、體內(nèi)藥物運(yùn)輸、無(wú)創(chuàng)手術(shù)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景，為相關(guān)生物醫(yī)療領(lǐng)域提供了新的技術(shù)手段。
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