微型機械人助精準送藥

    近年來，全球不少國家的科研人員通過磁場、光場、聲場等外部驅動力，成功讓微型機械人完成了靶向藥物遞送或局部治療等任務。

    中國科學院深圳先進技術研究院日前發佈消息稱，該院聯合香港高校等科研人員模仿線蟲的細長形態和波浪運動能力，研製了一種直徑一毫米的血凝膠纖維微型機械人，並利用磁場驅動這種“機械線蟲”在動物顱內實現了精準送藥。

    科研人員指出，人和動物的大腦結構高度複雜，佈滿了不規則的腦溝回和脆弱的神經組織，為了到達指定位置，微型機械人需要穿過僅幾毫米寬的腦部表面腔隙，這對機械人的運動模式、柔性、安全性提出了極高要求。對此，科研團隊通力合作，利用實驗動物自身血液與少量磁性粒子混合，通過原位凝膠化技術，研製出了一種直徑為一毫米的血凝膠纖維微型機械人(BBHF)，不僅能夠避免免疫系統的排斥反應，並且在完成任務後可在體內自動降解，無需取出。

    科研人員表示，BBHF保留了血液中天然纖維蛋白的網絡結構，具有良好的生物相容性，可有效避免免疫排斥反應。同時，BBHF以超柔性水凝膠為基體，具有顯著的彈性和柔軟性，其彈性模量大約為一百千帕，比腸道更柔軟，但比軟骨更有韌性。以上特性使BBHF既能像“軟體線蟲”一樣，在比自身直徑還小的狹窄空間中穿行，又不會因過硬而劃傷周圍的組織，為體內極端狹窄迂曲生理環境下的無創輸送提供了一條有前途的途徑。

    通過模仿線蟲的細長形態和自我調整的波浪運動機制，科研人員通過外界可編程驅動磁場實現了BBHF的精確控制，使其能夠實現包括擺動、爬行和滾動在內的多種仿生運動模式。科研團隊指出，我們將超柔性水凝膠與內部磁性顆粒協同設計，使BBHF產生了模仿“線蟲”擺動的推進力，同時又可以依託腦組織的粘附力，實現蠕動爬行，還能在接觸面曲率突變時切換為滾動模式規避運動失效。

    在3D打印的人體腦溝回模型實驗中，BBHF沿着預設路徑成功穿越多級溝壑；在離體豬腦皮層實驗中，BBHF通過動態調節運動方向和運動模式成功到達預定目標，全程未對柔軟組織造成機械損傷。

    為了進一步驗證精準度，科研人員在活豬的大腦裡驗證了這種微型機械人的性能。科研人員指出，這項研究成果為在人和動物體內極端狹窄生理環境下的無創送藥提供了新的路徑，然而距離在人體使用還面臨安全和倫理方面的諸多困難，未來的研究將聚焦這種微型機械人的結構優化和運動控制精度提升，進一步拓展其在複雜腦環境中的適應能力。

    多    姿