近年来,利用无线小型医疗机器人实现对目标组织的微创医疗干预越来越受到关注。为了有效实施,这种机器人应该对生物组织具有很强的粘附能力,同时应该可以轻松控制分离,这一直是一个挑战。为了解决这个问题,科研人员 提出了一种带有章鱼启发水凝胶粘合剂( OHA)的小型软机器人。不同杨氏模量的水凝胶适用于通过防止章鱼启发图案在预加载过程中的塌陷来实现具有强湿粘附性的生物相容性粘合剂。 在聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)水凝胶的吸盘壁内引入聚 N-异丙基丙烯酰胺(pNIPAM)水凝胶用于圆顶状突起结构,在水下提供了强大的组织附着力, 同时由于其温度导致温度变化,易于分离 - 依赖体积变化属性。我们最终证明,小型软 OHA 机器人在体内操作时,由于对生物组织的强粘附和可控脱离,可以有效地实现生物医学功能。这种具有可重复组织附着和分离可能性的机器人为未来具有微创医疗干预的无线软微型机器人铺平了道路。

图 1.组织粘附可控且生物相容的小型章鱼水凝胶粘合剂(OHA)机器人。

图 2 . OHA 贴片的粘附性能。

图 3. 使用由施加的外部磁场产生的外部加热来控制粘附性。

图 4. 组织粘附可控的小型 OHA 机器人的概念验证演示。

相关论文以题为 A Tissue Adhesion-Controllable and Biocompatible Small-scale Hydrogel Adhesive Robot 发表在《 A dvanced Materials 》上。通讯作者是马克斯普朗克智能系统研究所 Metin Sitti 教授 。

参考文献:

doi.org/10.1002/adma.202109325