范德比尔特大学的研究人员已经开发出一种技术，可以在曲折和狭窄的空间中采集体液，这可能会导致癌症等疾病的早期发现。
机械与生物医学工程助理教授董晓光和他的团队领导的这项研究最近发表在《科学进展》杂志上。
体液——如血液、胰液、尿液和粘液——是关于化学成分、生物标志物、细菌菌落和其他关键成分的丰富信息资源。这些信息有助于研究人员了解各种疾病(如癌症)的发病机制，并跟踪患者的健康状况。
为了收集这些液体，毫米级的无线移动机器人已经被证明在狭窄的空间中是有效的，因为它们的体积小，运动敏捷。然而，由于在小尺度上缺乏有效的触发和密封机制，这种装置缺少液体取样的功能。
Dong和他的团队已经解决了这个问题，创造了毫米级的软胶囊，由外部磁场控制，具有水凝胶和弹性体的混合物。研究人员表示，这种装置可以通过一根细导管输送和回收，并在导管无法到达的管状结构中熟练地移动。软胶囊具有特殊的涂层润湿特性，使它们能够有效地将液体泵入内部。
按需触发、采样和密封机制的集成以及敏捷的群体运动使研究人员能够演示对软胶囊的精确控制，在超声和x射线医学成像的指导下，在体外的幻影和动物器官中导航和采样体液。
“在这项工作中引入的毫米级软胶囊为在狭窄空间(如胰管)进行微创和靶向液体活检开辟了道路，使早期疾病诊断成为可能，并通过对器官内丰富化学物质的采样、检索和分析，提供对疾病发展的见解，”Dong说，他也是范德比尔特外科与工程研究所(VISE)的核心成员。
最近，Dong博士被美国国立卫生研究院(NIH)生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)授予R21开拓者奖，以开展“用于纤毛功能障碍微创治疗的无线驱动纤毛支架”项目。
本项目旨在开发集成人工纤毛的植入式气道支架，克服现有支架存在的组织长入、纤毛损伤等局限性，实现微创清除气道内多余粘液。这一创新解决了慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺癌、囊性纤维化和其他肺部疾病导致的中央气道阻塞患者过度粘液积聚的当前挑战。
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