科研人员开发一种新型磁驱软体机器人 可实现药物高效安全转运
基于原位编程策略，单个磁驱软体机器人实现多个运动模态。（科研团队供图）
【深圳商报讯】（首席记者 陈小慧）近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所徐海峰团队在纳米领域顶级期刊《美国化学学会—纳米》杂志上发表最新研究成果。研究团队开发了一种用于靶向递药的磁驱软体机器人，该微型机器人能根据器官内不同区域的机械特点，运用与环境最安全的交互方式，进行效率与生物安全兼顾的生物货物转运和释放。
在该研究中，科研人员提出一种在输卵管内进行靶向药物输送的新手段，利用磁驱微型软体机器人在行进中进行原位编程和运动模态的切换，以适应输卵管中复杂环境的变化，最终在穿过狭小空间后，进行可控的药物释放。
这一微型机器人通过在高速刚性运动和高适应性软驱动之间不断切换其运动模式，可以在具有复杂内部结构和复杂表面形貌的输卵管中有效地导航。单个毫米机器人可实现多个运动模态，包括仿土虱滚动和翻转、仿精子旋转和仿蛇滑行，分别用于通过不同的障碍物场景，包括平坦区域和高台阶、狭窄的通道和固液界面。
“比如，磁驱软体机器人的滚动模态可实现高速运动，速度可达每秒23毫米。药物释放既可以通过溶解缓慢释放，也可以通过激光在14秒内快速释放。”论文共同第一作者刘源副研究员介绍说，该软体机器人所具有的自适应多模式运动和主动药物释放机制，为人体内难以进入的小腔道环境进行有针对性的医疗诊断应用带来新的方向，减少了微组织损伤和药物副作用。
在验证实验中，研究团队在离体猪输卵管中控制微型软体机器人执行自适应多模态运动和药物递送，以证明微型机器人在真实小腔道中的适用性。离体输卵管提供了真实的生理环境，具有各种类型的屏障，包括平坦区域、皱纹、粘液层和狭窄通道。实验结果表明，在磁场下，微型机器人朝着目标区域前进，在100秒内运动了55毫米，在目标区域快速释放药物，展示了这一新型机器人对输卵管环境的适应性。