昨年、太陽が降り注ぐサンディエゴの研究所で、研究者たちは12匹のマウスにそれぞれ特殊な液体を少量ずつ与えました。肉眼では見えない液体の中には、何千個ものチューブ状の微小モーターが内蔵されていました。モーターはマウスの胃へと移動し、胃壁に埋め込まれ、そこから微小な積荷であるナノサイズの金の薄片を放出しました。この研究は、マイクロボットを人間の医療に応用するための大きな一歩であり、将来的にはマイクロボットが特定の臓器、さらには特定の細胞に薬剤を効率的に届けることができるようになるでしょう。
奇妙に聞こえるかもしれないが、実はこの研究は約10年前から行われている。世界中の多くの研究チームが、血液、体液、その他の液体の中で動き回ることができるエンジンの開発に取り組んできた。その多くは人間の髪の毛のほんの一部ほどの太さだ。これらの物体はすべてプロトタイプであり、より野心的な構想への一歩となっている。将来的には、エンジニアがプログラム可能な小型モーター群を製造し、個々の癌細胞を殺したり、原油流出事故の分子を除去したりするといったタスクを実行できるようになるかもしれないのだ。
この研究はまだ初期段階です。他の研究チームは、実験室で混合した溶液やペトリ皿で培養した細胞でのみモーターを試験してきました。カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究は、動物でこのようなモーターを試した初めての研究です。
投与から6時間後、UCSDのマウスの胃壁に損傷は見られなかったことから、動物がマイクロモーターを摂取しても安全である可能性が示唆されました。さらに、UCSDの研究者たちは、マウスがモーターを飲み込んだ場合、金ナノ粒子を単独で飲み込んだ場合よりも多くの金片が胃壁に留まったことを発見しました。これは、体内をより受動的に移動する薬物分子と比較して、動くモーターが薬物を体組織に付着させるより効果的な方法である可能性を示しています。
では、マイクロモーターはどのように動作するのでしょうか？一般的な自動車や芝刈り機とは全く異なります。その大きさと水の多い環境は、内燃機関の燃焼には適していません。そのため、多くのモーターは表面の化学反応を利用して推進力を得ています。UCSDのモーターの場合、消化器系に存在するような酸との接触によって動きます。モーターは亜鉛で作られており、胃酸と反応して推進力のある水素の泡を発生させます。研究者が撮影した動画には、モーターが泡の尾を引いて高速で移動する様子が映っています。モーターの速度は毎秒60マイクロメートル、つまり7分で約2.5センチです。
UCSDのモーターは、最終的には胃酸で溶解するように設計されているため、医師は役割を終えた後、体内から除去する心配をする必要はありません。溶解時に生成される化学物質（主にプラスチックと必須ミネラルである亜鉛）は人体に安全であると考えられていますが、医薬品として使用される前には、その安全性をはるかに厳重に検証する必要があります。
UCSDのナノエンジニア、ジョセフ・ワン氏が率いるチームは、12月にACS Nano誌に研究成果を発表した。
