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世界上最小的电机可能驱动医疗“微型机器人”穿梭于动脉中

探索微型机器人手术的未来,利用微型机器人通过微小切口清除中风患者的血栓。

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在未来几十年内,外科医生或许可以在患者的动脉上做一个微小的切口,然后插入一个微型机器人,让它在血管中沿着血液流动的方向前往病变区域。该微型机器人可以清除堵塞物,刮掉动脉壁上的斑块,从器官上取下少量细胞进行癌症检测,甚至最终还可以携带微型摄像头,向医生精确展示体内的状况。在迈向这种带有科幻色彩的外科手术场景的重大一步中,研究人员已经制造并展示了一个宽度约为人类头发两倍的马达,可以为这样的微型机器人提供动力。研究员James Friend表示,微型机械的发展已经酝酿了很长时间。

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“如果你翻开一本电子产品目录,你会找到各种代表最新技术和微型化水平的传感器、LED、内存芯片等,”他说。“但是,如果你看看马达,它们与20世纪50年代的马达相比,几乎没有什么变化。”[BBC News]

在许多手术中,医生已经通过血管插入导管来减少手术创伤,但有些血管,如大脑中错综复杂的血管网络,由于过于狭窄和脆弱,目前的科技难以到达。然而,微型机器人或许能够到达这些最敏感的区域,并有一天可能用于在急诊室清除中风患者大脑中的血栓。研究人员已经对他们的马达进行了测试

在人体血液和人造动脉中,今年晚些时候将在猪身上进行实验,猪的动脉和大脑与人类相似,然后再进行全面的人体试验[Telegraph]。

这个新马达,在

《微机电学与微工程学报》(Journal of Micromechanics and Microengineering)

,

上有所描述,由压电材料驱动,压电材料在施加电场时会振动。一个螺旋杆吸收这些振动,并将它们转化为旋转力,从而带动一个小的不锈钢球旋转。研究团队表示,这种运动可以用来每秒驱动一个鞭状尾巴旋转一千多次,其方式类似于精子细胞的鞭毛摆动[New Scientist]。

如果你觉得微型机器人在紧急任务中穿梭于血管中的想法很熟悉,那一定是因为你是电影迷:这个

概念最早是在1966年的电影《卡迪拉克历险记》(Fantastic Voyage)中提出的,由拉蔻儿·薇芝(Raquel Welch)主演,影片中一个类似的机器被植入一名外交官体内进行拯救生命的 सर्जरी。研究人员……为了向这部电影致敬,将他们研发的装置命名为“Proteus”,与影片中的舱体同名[Telegraph]

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。1987年,电影《惊异狂想曲》(Inner Space)也讲述了一个类似的微型飞行器执行拯救生命的使命。

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