在血液中“跑得快、停得住”——醫用微納機器人開發有新突破

科技日報記者 李麗云

記者日前從哈爾濱工業大學獲悉，由哈爾濱工業大學與哈爾濱醫科大學科研人員聯手合作開發的一款仿水熊蟲醫用微納機器人，初步實現了在靜脈血高速流環境中可控運動，并能在靜脈血流中駐停時間達36小時以上。

相關研究結果日前在線發表于最新一期《科學進展》上。同時，國際著名《自然》雜志以《仿水熊蟲爪形結構為游動微納機器人提供抓地力》為研究亮點，進行了報道和點評。專家認為，此項成果今后如能完成臨床轉化，可望顯著提高藥物靶向遞送效率，為降伏胰腺癌、胰腺炎及其他各種腫瘤疾病帶來光明前景。

專家介紹，常規的藥物遞送如打針、吃藥、靜點等，都是藥物分子或載體在血液等流體中擴散進行的，這些藥物分子或載體隨血流等生物流體而擴散，遞運效率低下，且毒副反應比較重。有學者對最近30年來的藥物傳送方式做出了統計，發現輸送12小時后，到達目的地的藥物尚不到1%。這意味著絕大部分藥物已在“郵路”上丟失了。當前，發展勢頭正猛的微納機器人憑借其體積小、質量輕、推重比大、可穿越多道生物屏障阻隔的優勢和特點，在生物醫學、抗腫瘤靶向用藥遞送、化驗檢測等領域已逐漸嶄露頭角。

但如何確保微納機器人在血流高速沖刷下站穩腳跟及自如驅動？怎樣構筑牢固的藥物運輸“通道”，實現循環系統內靶向釋放？這些問題仍是醫學界面臨的重大挑戰。

在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等諸多項目的支持下，哈爾濱工業大學機器人技術與系統全國重點實驗室團隊與哈爾濱醫科大學附屬第一醫院普外科專家聯手合作，共同開展了《可在血管中靶向駐停的仿水熊蟲醫用微納機器人》研究，成功設計出了仿水熊蟲醫用微納機器人。

這種機器人有著水熊蟲一樣的“爪子”，可顯著提升微納機器人的驅動效率，讓機器人“跑得更快”。科研人員利用醫學光學相干斷層成像技術檢測發現，直徑20微米的機器人能在20000微米/秒的靜脈血流環境中高效運動；為讓機器人“停得住”，研究團隊還利用多磁場復合調控技術，得以讓微納機器人在生物組織表面長時間停留并釋放靶向藥物。