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神奇3D打印水凝胶装置:可由磁力控制在体内精准释放药物

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南极熊2017年1月6日讯,纽约哥伦比亚大学的生物医学工程教授Samuel Sia及其团队近日开发出了一种神奇的医疗装置clockwork — 它没有电池,却可以在被送入人体后通过外部磁力控制到达指定位置然后精确释放药物。

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Geneva drive结构

据南极熊了解,这种装置的结构源于巧妙的Geneva drive(瑞士钟表匠发明的一种由两个齿轮构成的能精准走时的结构),整体则是以3D打印水凝胶的方法实现的,打印+组装耗时仅30分钟。而之所以选择水凝胶作材料是因为它既柔软又坚韧,而且生物兼容性好。

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▲打印过程

值得一提的是,打印水凝胶的方法/设备是Sia教授他们自行研发的,因为当前市场上的大多数3D打印机无法处理水凝胶这样的材料,即便能处理,往往速度也很慢,打印一个同样的结构要几个小时。

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那么,这种装置在进入人体后是怎样发挥作用的呢?其实很简单 — 其齿轮中嵌有一块铁(即上面动图中的黑色部分),只需在体外通过磁铁控制,齿轮就会转动,然后在与洞口对齐时将空腔中的药物(动图中黄色的部分)释放。

目前,Sia及其团队已经在患有骨癌的小鼠身上测试了这种装置(如下图),结果令人惊喜 — 小鼠的肿瘤生长速度明显放缓,同时其它正常部位几乎没有受到伤害 — 这充分说明药物的确实现了精准释放。(欲了解详情可点击这里浏览他们发表在Science Robotics上的论文)

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“这种装置十分适合当前趋势越来越明显的个性化医疗,”Sia表示:“不过,它目前也存在着缺陷,比如有可能被其它磁场影响,出现误操作等。所以,我们正在尝试通过改用无线或超声波的驱动方式解决这个问题。”

延伸阅读:
《黑科技!包裹在3D打印胶囊之中的微型生物电池
《前沿科技:3D打印微针头或将实现无痛皮肤药物递送
《3D打印药片又一重大突破:自定义药物释放速率意义何在?

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编译自 3ders

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