EPFL的研究人員已經開發(fā)出可遙控的機械微型設備，將其插入人體組織后，可以操縱圍繞它們的液體，收集細胞或釋放藥物。這一突破為生物醫(yī)學領域提供了從診斷到治療的眾多潛在應用。

可以將一種柔軟的，細胞大小的膠囊注入體內以收集樣本進行活檢，釋放藥物或進行有針對性的干預措施的想法是否難以想象?它不是針對EPFL的MicroBioRobotic系統(tǒng)實驗室(MICROBS)的科學家而提出的，這些技術可以完成所有這些事情。機械設備研究所教授Selman Sakar說：“我們設備的核心組件是聲學微型引擎，我們使用3-D納米打印技術制造了它。” “這些零件是由水凝膠制成的，水凝膠是一種與人體組織一樣堅硬的生物相容性材料。然后，我們進行了計算仿真，以發(fā)明一種由多個發(fā)動機組成的復雜的微型設備。”

遙控執(zhí)行

薩卡爾說：“設備進入人體后，必須對其進行遠程操作。” “使用電纜或管子之類的系繩太具侵入性。” 研究人員使用超聲波來驅動特定的微引擎并操縱周圍的流體。“該設備的精確設計是由于其結構設計。通過機械共振，我們可以通過調制聲激勵頻率來仔細控制設備的哪個部分被致動。”

薩卡的團隊還開發(fā)了一系列引擎和機制。通過組合各種部件(泵，收集室和各種尺寸的過濾器)，他們設計了活檢裝置。研究人員還建立了由聲學微型引擎產生的流體推動的移動設備。

可編程體內藥理學和靶向治療

將該技術與醫(yī)學成像相結合，意味著患者將能夠進行長期監(jiān)控，而無需任何外部干預。該研究的主要作者Murat Kaynak說：“我們已經使微流體技術擺脫了電子和外部約束。” 由于水凝膠的可調性，現在可以將微流體裝置注入人體組織，并用于大大增強生化分析。”

該裝置也可以用于治療目的。Kaynak補充說：“當超聲波驅動時，醫(yī)生將能夠對該設備進行編程以釋放特定的藥物劑量。” “這將使他們能夠治療身體的特定部位，并最大程度地減少副作用。”

控制壽命

盡管注射顯微設備的侵入性最小，但事實證明，移除這些設備更具挑戰(zhàn)性。解決方案可以在用于構造設備的材料中找到。Kaynak說：“設備能使用多長時間取決于其制成的材料。” “某些水凝膠可快速降解，而另一些則保留更長的時間。這種驅動概念對各種類型的聚合物都適用。”

到目前為止，僅進行了體外實驗。下一步將是在體內測試這些設備。