设计用于运输丝状微货物的磁微机器人

近年来，医疗行业对微创操作的兴趣日益增长，磁微机器人成为一种有前景的方法。这些微机器人具有穿越多种介质的能力，包括粘弹性与非牛顿流体，可实现靶向给药与医疗介入。许多当前设计受细菌与精子等生物系统中微游动者启发，采用基于接触的方式来运输载荷。货物与载体间的粘附会使在目标位点释放变得困难。在本项目中，我们的主要目标是探索螺旋微机器人用于非接触式药物或货物运输的潜力。我们对螺旋微机器人的形状与几何参数进行了全面研究，特别关注其运输被动丝状物的能力。基于分析，我们提出了一种由三段手性交替组成的新型设计，包括两个牵引和一个推动微螺旋，以在非接触方式下增强牛顿流体中被动丝状物的捕获与运输。随后我们模拟了被动丝状物的捕获与运输过程，并测试了新设计微机器人的功能。我们的发现为螺旋微机器人的物理特性及其在医疗操作与药物递送中的潜力提供了宝贵见解。此外，所提出的丝状货物非接触式递送方法可促成更高效且有效的医疗用微机器人开发。