您還記得根據艾薩克·阿西莫夫的小說改編的電影《幻覺之旅》或《躍入黑暗》嗎？在這些電影中，您在人體中進行了微型旅行？這是不可能的，但我們可以發送基於纖維素奈米細胞和凝膠狀氫化合物的微型機器人，可用於診斷和治療目的，從而將藥物帶到細胞層面。
根據《自然》雜誌報道，水凝膠可以預先編程，透過改變其結構和適應來回應外部刺激。因此，一旦進入它們必須運行的環境，甚至進入人體，它們就可以執行一些功能，例如藥物的運輸或外部可以感覺到的形態變化。因此，除了醫學用途外，它們還可以在其他領域發揮作用。
Nature 的例子報導了 pH 敏感水凝膠奈米複合材料的合成，該複合材料能夠以預定的方式改變其微觀結構，並具有形狀轉變和自我修復功能。水凝膠奈米複合材料主要由兩性離子單體和不對稱纖維素奈米晶體組成。
由於具有自修復特性，我們使用剪切粘貼方法對水凝膠進行可逆且複雜的變形編程。因此，作為一項測試，團隊使用奈米凝膠將導線內的特定分子運送到預定的目標，有一天，這些目標可能會成為藥物分子，直接輸送到體內的特定細胞。
顯然，研究人員的興趣在於可能的細胞毒性，即細胞層面的毒性，以及水凝膠奈米複合材料的防污性能。他們發現水凝膠奈米複合材料具有高度細胞相容性，使其適合生物醫學應用。
未來用途
總體而言，該研究證明了水凝膠奈米複合材料在開發自適應和可重構仿生軟機器人方面的潛力。水凝膠奈米複合材料的潛在應用是：
- 生物醫學機器人的應用
- 軟夾具和執行器適用於密閉環境的微型機器人
- 藥物輸送系統
- 組織工程
水凝膠奈米複合材料的局限性
顯然這個工具仍然需要完善，還不能立即投入實際使用。水凝膠奈米複合材料目前由極端 pH 值觸發。對於實際應用，有必要開發可以透過較溫和的 pH 值來活化且與人體生理學相容的水凝膠。此外，水凝膠奈米複合材料的長期耐久性和可降解性需要進一步研究。水凝膠奈米複合材料需要與其他功能集成，例如感測和控制，以實現更先進的應用。
儘管有這些限制，水凝膠奈米複合材料是一種有前途的新材料，有可能徹底改變軟機器人領域。
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奈米凝膠中的微型機器人：診斷和藥理學的新前沿一文來自Scenari Economici 。
這是在 Wed, 25 Oct 2023 10:00:47 +0000 在 https://scenarieconomici.it/microrobot-in-nanogel-una-nuova-frontiera-per-la-diagnostica-e-la-farmacologia/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。