用猪皮和磁铁制作“毛毛虫”机械人，可携带医药精确送入身体

猪皮做的微型机械人长出了毛毛虫的脚，在身体内运送医药，48h内可完全降解。

这是香港都市大学的最新研发成果——1个拥有多腿构造的铁磁水凝胶微型机械人milli-robot。

三年前的《自然通讯》中，milli-robot就曾加入大家的视野，它的身长不够2厘米，扁平的肌体下充满了微小的尖头状的脚，形状酷似毛毛虫，不单运动灵巧，还拥有极强的地形顺应本领，能够在器官内壁或在完全被液体浸没的状况下自如举措。

同时，它可以承载比本身重100倍的载荷，这类强度可与蚂蚁相媲美，拥有相当于1个人举起26座小巴士的力量！

较近，milli-robot再度进化，研发队伍为其改换了新的“肌体”，能够在加入身体后的48小时内完全生物降解，为医药输送和其余生物医学运用开拓新的也许性。

▍水凝胶&磁颗粒，可随便更改大腿构造

许多软体微型机械人已然被开发用来各类生物医学运用，它们独到的构造使其可以在胃肠道凹凸不平的组织中移动；有朝一天，它们乃至能够涂上医药溶液，并将医药确切地输送到肌体须要的地区。

但是，大多数微型机械人是由不能降解的原料制成的，比如硅胶，这标志着假设在临床运用中应用它们必需通过手术切除。另外，这类原料不是如此灵巧，以及不容许对机械人的特征进行太多微调，进而限定了它们的顺应性。

为了解决以上问题，研发职员选取猪皮的生物相容性明胶和铁（II，III）氧化微粒，生成磁性水凝胶来制作机械人，不单能够实行生物降解，这类水凝胶能够较容易地拉伸到远古长度的200%，此中丰富且自瞄准的磁性微粒还能在磁场填写下迅速呼应。

将磁性水凝胶放在永磁体上方能够让溶液中的微粒将凝胶向外推，沿着磁场线生成昆虫状的“脚”，磁铁摆放的不同位子能够变化腿的外形，例如放远一点，机械人的脚会更少更长。

通过氧化铁微粒在凝胶内生成磁链，这类小脚能够沿磁场方向进行磁化，并能在加以外加磁场时构成磁力矩进而操控其扭曲，构成爪状抓握动作。

最终一步是将原料浸泡在硫酸铵中以引发水凝胶中的交联，使其愈加坚韧。变化各类原因，比如硫酸铵溶液的成份、凝胶的厚度或磁场的强度，研发职员能够调节机械人的特征。

▍多种形态携带医药，48小时内完全降解

为了实验机械人将来在身体中的运用，科研职员制作了1个胃部模型，让机械人携带医药加入胃部。它能够以多种形态携带医药，例如用柔嫩的脚“抓”住1个胶囊，工作方法大约分几步：夹持、滑动、翻开、翻转和宣泄。

机械人在夹持运动中维持完全包裹的状况，可由磁铁绕z轴逆时针转动驱动；当磁铁向前转动时，机械人开启滑动起来；接下来，磁铁沿着y轴向下移动，并渐渐伸开肌体，修复到初始状况，通过操控磁铁绕x轴顺时针转动，机械人就会被翻转，为卸货做筹备。这时地面上的机械人由其双腿支持，能够通过相似夹持的动作施行货品宣泄。

除了固体医药外，机械人还能够通过三维（3D）交联聚合物网络携带医药，简单来说，就是把“脚尖”浸入医药中，接着在加入身体后，可将医药溶于体内。

在胃模型中，通过夹持运动，腿在滑动流程中不会碰触胃壁，医药也不会被宣泄。达靶区后，大腿通过翻转运动与水碰触，医药通过自由扩散宣泄到水中；2h后，机械人开启显著降解，在12 h内几乎分离成小块；48 小时后，已然看不到机械人的构造，只剩余少许的磁性微粒。

这篇文章刊登在《ACS Applied Polymer Materials》(ACS运用高分子原料) 期刊上，文章标题为“Soft Tunable Gelatin Robot with Insect-like Claw for Grasping,Transportation, and Delivery”。

研发职员表示，“极强的携带本领，高效的运动和优良的越障本领，使这款毫机械人十分合适在卑劣场景中应用，比如通过消化体系将医药输送到指定地址，或进行医疗检验，以及它完全可生物降解，能够为医药输送等生物医学运用供应新的也许性。”

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