作者:Elhuyar Fundazioa 在尿素存在下纳米机器人被递送后0、25和45分钟获得正电子断层扫描成像
信贷:佩德罗·拉莫斯，克里斯蒂娜·西蒙/中投公司，UAB IBEC 纳米机器人是部件在纳米尺度(百万分之一毫米)的机器，可以被设计成能够在液体中自主移动
尽管它们仍处于研究和开发阶段，但纳米机器人在生物医学中的应用正取得重大进展
它们的应用多种多样，从识别肿瘤细胞到在身体特定部位释放药物
由催化酶驱动的纳米机器人是最有前途的系统之一，因为它们是完全生物相容的，可以利用体内已经存在的“燃料”来推进
然而，理解这些纳米机器人的集体行为对于推进它们在临床实践中的应用是至关重要的
现在，在发表在《科学机器人学》杂志上的一项新研究中，由加泰罗尼亚生物工程研究所(IBE C)的ICREA研究教授塞缪尔·桑切斯和他的团队“智能纳米生物设备”领导的研究人员，以及由乔迪·洛普领导的CIC生物医学集团放射化学与核成像实验室和UAB巴塞罗那自治大学的研究人员，利用放射性同位素标记，成功地在体内观察了活体小鼠膀胱内大量自主纳米机器人的集体行为
IBEC大学的首席研究员萨缪尔·桑切斯说:“能够看到纳米机器人如何像一群一样一起移动，并在生物体内跟踪它们，这一事实很重要，因为需要数百万个纳米机器人来治疗特定的疾病，例如癌症肿瘤。”
“我们第一次证明了纳米机器人可以通过正电子发射断层扫描术(正电子发射断层扫描术)在体内进行监测，正电子发射断层扫描术是一种在生物医学环境中使用的高度敏感、非侵入性的技术，”CIC biomaGUNE放射化学与核成像实验室的首席研究员Jordi Llop说
为了做到这一点，研究人员首先进行了体外实验，通过光学显微镜和正电子发射断层扫描术来监控纳米机器人
这两种技术都允许他们观察纳米粒子如何与流体混合，并能够沿着复杂的路径集体迁移
纳米机器人随后被静脉注射给小鼠，最后被引入这些动物的膀胱
由于纳米机器人被一种叫做脲酶的酶包裹，脲酶利用尿液中的尿素作为燃料，它们集体游泳，在膀胱内诱导液体流动
可以看到在尿素存在下递送的纳米机器人的集体运动
首先，产生两个相位，但是这种效应最终被抵消，并且获得了穿过膀胱的均匀分布
信贷:佩德罗·拉莫斯，克里斯蒂娜·西蒙/中投公司，UAB IBEC 类似鸟群或鱼群的集体运动 科学家团队发现，纳米设备在小鼠膀胱中的分布是均匀的，这表明集体运动是协调和有效的
IBEC大学的ICREA研究教授萨缪尔·桑切斯解释说:“纳米机器人表现出类似于自然界中发现的集体运动，比如鸟类成群飞行，或者鱼群遵循的有序模式。”
“我们已经看到表面有脲酶的纳米机器人比没有脲酶的纳米机器人移动得快得多
因此，它是最初理论的概念证明，即纳米机器人将能够更好地到达肿瘤并穿透它，”中投生物制药公司首席研究员乔迪·洛普说
ICREA研究教授塞缪尔·桑切斯(IBEC)解释了他们如何在体内观察纳米机器人的集体运动
信用:IBEC -中投生物医药公司 这项研究展示了数百万个纳米观察装置在体外和体内环境中以协调方式移动的高效率，这一事实构成了纳米机器人在成为高精度治疗和治疗的关键参与者的竞赛中的一项根本性进步
这些纳米器件在医学上的应用前景广阔
这项研究的第一批作者之一、CIC biomaGUNE集团的研究人员克里斯蒂娜·西蒙(Cristina Simó)说，研究还表明，“这些设备的运动可以通过成像技术进行监控，成像技术可以应用于体内环境，换句话说，它们可以应用于试验动物，并有可能转移到人类身上。”
球形纳米粒子的平均直径为507
8 3
4纳米以及金纳米粒子在表面上的随机分布
荣誉:霍特劳等人
Sci
机器人
6，eabd2823 (2021) “这是我们第一次能够直接观察生物相容性纳米机器人在体内生物液体中的主动扩散
这篇论文的合著者塔尼亚·帕蒂尼奥说:“监测它们在体内活动的可能性，以及它们呈现出更均匀分布的事实，可能会彻底改变我们对基于纳米粒子的药物输送和诊断方法的理解。”
氟化物和碘同位素标记的纳米马达的视频显示了最初在肺和肝中积累的生物分布图
荣誉:霍特劳等人
Sci
机器人
6，eabd2823 (2021) 纳米机器人群在粘性介质中可能特别有用，在粘性介质中，药物扩散通常受到血管形成不良的限制，例如在胃肠道、眼睛或关节中
桑切斯教授总结道:“事实上，由于不同的酶可以被整合到微型马达中，纳米机器人可以根据生物体内部的部分进行定制，使设备适应它们必须移动的环境中可获得的燃料。”
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