瑞士科学家用磁性微粒开发人造“白血球”

据瑞士苏黎世联邦理工大学消息,该校机器人与人工智能系统研究所的一个科研团队用磁性微粒材料研发出一种人造“白血球”,在医学领域具有广泛的潜在应用前景。

人体器官在受到病菌等侵害时,人体将调动血液中的白血球(如嗜中性粒细胞 ) 迅速进入相应的器官组织,吞噬病菌或产生抗体,帮助机体防御感染。在这一过程中,白血球在人体血管内有着独特的运动方式,像风中的气球一样沿着血管壁旋转前进,甚至能够逆血管中血液流动的方向运动。

瑞士苏黎世联邦理工大学科研团队用具有生物相容性的磁性材料制备成微粒,放入人造血管中,对其施加旋转的磁场,这些磁性微粒在磁场作用下聚集形成“微团”,并在磁场下产生定向的旋转,再施加特定频率的超声波,这些磁性微粒聚成的“微团”即开始沿管壁旋转前进。实验证明,当磁性微粒形成的“微团”直径达到 6 微米(相当头发直径的 1 /10),就会出现这种运动。如外加的磁场消失,磁性微粒形成“微团”将解体,微粒又重新均匀分布于液体中。目前的研究是在模拟装置中完成,科研团队将进一步在生物体内进行实验。

该项研究具有广泛应用前景。如利用这种物质输送机理,在医学影像技术配合下可将药物有效成分精确输送到人体器官内部很难到达的位置,如经过非常细小的毛细孔才能到达的肿瘤深部。在医学影像技术领域也有重要应用价值,如利用常见的磁共振(MPI)技术跟踪磁性微粒在血管中的运动,可以实时获得高清晰度的 3D 影像,也可显著改善超声影像技术的分辨率。

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