醫(yī)學(xué)正朝著微創(chuàng)手術(shù)的方向發(fā)展。這樣以患者為導(dǎo)向的發(fā)展是非常重要的，例如可以縮短住院時間并降低感染和并發(fā)癥的風(fēng)險。就這點而言，微型機器人是一種非常有前途的醫(yī)療工具，因為它們有可能到達難以進入的組織和部位，并且有著諸如成像、靶向治療以及組織工程的廣泛應(yīng)用。然而，生物醫(yī)學(xué)工具的小型化帶來了一些挑戰(zhàn)：動作的精確性，運動的控制程度，以及安全性。
人類經(jīng)常向大自然尋求科學(xué)難題的答案。大自然的啟發(fā)讓人類完成了我們當(dāng)今所擁有的大量技術(shù)與建筑。目前存在于自然界中的生物已經(jīng)通過進化獲得了必要的屬性，如粘附性，生物降解性，趨磁性，以及疏水性/親水性。
會游泳的微生物是非常有用的生物醫(yī)學(xué)工具，因為它們擁有基于生物推進和傳感的自驅(qū)動運動和可控的轉(zhuǎn)向特性。到現(xiàn)在為止，大多數(shù)（趨磁的）細(xì)菌已被研究過了，但是它們不一定能為我們所用，并且缺乏生物相容性的測試。此外，細(xì)菌需要特殊的培養(yǎng)基條件來維持它們的穩(wěn)定性，這可能會限制其生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用。
一種可能代替細(xì)菌作為微型機器裝置的是微藻，例如很容易培養(yǎng)的萊茵衣藻。然而，這些快速移動的細(xì)胞不是磁性的，因而在人體中不可操縱。在之前的研究中，人們可以通過將磁性納米晶附在微藻上將其磁化。這種方法的缺點是納米晶妨礙了細(xì)胞的運動，從而阻止藥物在它們上面附著。
為此，一組科學(xué)家證明了微藻能夠通過簡單地被注入磁性元素——稀土元素鋱來獲得趨磁行為。一旦藻類含有鋱離子，它們就能展現(xiàn)出超順磁性行為，磁矩與趨磁細(xì)菌相當(dāng)。這些磁化的微藻可以沿著施加的磁場方向排列，磁場可引導(dǎo)它們定向的移動。人和鼠細(xì)胞的生物相容性測試表明，這些磁化的微藻是無害的，可以用作生物混合的微型機器人。此外，由于注入的鋱是冷發(fā)光的，于是這些微藻在人體內(nèi)很容易被追蹤。
“這些研究為生產(chǎn)生物相容的、可操縱的、快速移動的磁性微生物來滿足藥物運輸或回收提供了一種新的替代途徑”，Giulia Santomauro總結(jié)道。因為這些微藻內(nèi)部可以積累鋱，它們也可用于稀土或其它金屬的環(huán)境修復(fù)，累積的金屬能夠回收利用?？茖W(xué)家們希望可以利用微藻在藥物運輸和傳遞以及回收方面作出貢獻。
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