日前从哈尔滨工业大学获悉，由哈尔滨工业大学与哈尔滨医科大学科研人员联手合作开发的一款仿水熊虫医用微纳机器人，初步实现了在静脉血高速流环境中可控运动，并能在静脉血流中驻停时间达３６小时以上。

相关研究结果日前在线发表于最新一期《科学进展》上。同时，国际著名《自然》杂志以《仿水熊虫爪形结构为游动微纳机器人提供抓地力》为研究亮点，进行了报道和点评。专家认为，此项成果今后如能完成临床转化，可望显著提高药物靶向递送效率，为降伏胰腺癌、胰腺炎及其他各种肿瘤疾病带来光明前景。

专家介绍，常规的药物递送如打针、吃药、静点等，都是药物分子或载体在血液等流体中扩散进行的，这些药物分子或载体随血流等生物流体而扩散，递运效率低下，且毒副反应比较重。有学者对最近３０年来的药物传送方式做出了统计，发现输送１２小时后，到达目的地的药物尚不到１％。这意味着绝大部分药物已在“邮路”上丢失了。当前，发展势头正猛的微纳机器人凭借其体积小、质量轻、推重比大、可穿越多道生物屏障阻隔的优势和特点，在生物医学、抗肿瘤靶向用药递送、化验检测等领域已逐渐崭露头角。

但如何确保微纳机器人在血流高速冲刷下站稳脚跟及自如驱动？怎样构筑牢固的药物运输“通道”，实现循环系统内靶向释放？这些问题仍是医学界面临的重大挑战。

在国家重点研发计划、国家自然科学基金等诸多项目的支持下，哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室团队与哈尔滨医科大学附属第一医院普外科专家联手合作，共同开展了《可在血管中靶向驻停的仿水熊虫医用微纳机器人》研究，成功设计出了仿水熊虫医用微纳机器人。

这种机器人有着水熊虫一样的“爪子”，可显著提升微纳机器人的驱动效率，让机器人“跑得更快”。科研人员利用医学光学相干断层成像技术检测发现，直径２０微米的机器人能在２００００微米／秒的静脉血流环境中高效运动；为让机器人“停得住”，研究团队还利用多磁场复合调控技术，得以让微纳机器人在生物组织表面长时间停留并释放靶向药物。

据了解，常规的药物递送大都是通过口服或输液的方式以药物分子或载体在血液等流体中进行扩散，不仅递运效率低下，而且对肝肾的损伤比较大。哈工大医学与健康学院吴志光教授介绍，有研究对最近３０年来的药物递送效率做出了统计，发现目前绝大多数药物在病灶区域的递送效率仅为０．７％，如何让药物在病灶区域有效驻停成为一直以来逆血流研究领域的难点。

细胞复苏、待传与冻存实验

当前，微纳机器人凭借其体积小、质量轻、推重比大等特点，在药物靶向递送领域具有很好的发展前景。然而，多年来却因面临如何实现在血液高流速环境下高效驱动、如何实现循环系统内靶向释放等挑战而无法在医学上应用。

针对上述问题，研究团队设计了一种仿水熊虫医用微纳机器人，可以让机器人“跑得更快”，其模仿缓步动物水熊虫利用爪子在动态环境中的运动方式设计了爪形表面结构，以提高微纳机器人的驱动效率，实现了让直径２０微米的机器人可在２００００微米／秒的静脉血流环境中高效运动。

为让机器人“停得住”，研究团队通过多磁场复合调控技术，实现了微纳机器人在生物组织表面可控驻停及药物靶向释放，驻停时间大于３６小时。

哈工大机电学院李天龙教授在接受记者采访时介绍，过去微纳机器人只能实现药物在毛细血管内的递送，９９％以上的的药物顺流而下，并未有效到达病灶区域。而研究团队开发的微纳机器人其创新之处在于，实现了在静脉血管内的可控运动和驻停，使药物既能顺流而下，又能逆流而上，还能横穿血流，最终达到病灶区域，从而显著提高药物的递送效率，降低药物使用的剂量以及对肝肾的损伤。李天龙教授说，微纳机器人在静脉内驱动及驻停的实现，为破解药物有效递送难题提供了一个新的方法和思路。

据悉，此项研究成果今后如能完成临床转化，可望显著提高药物靶向递送效率，为恶性肿瘤等疾病的精准治疗带来光明前景。

注：文章来源于网络，如有侵权，请联系删除