我国科研团队利用“机械线虫”实现动物颅内精准送药

记者5月1日从中国科学院深圳先进技术研究院了解到，该院与深圳大学、香港中文大学的科研人员模仿线虫的细长形态和波浪运动能力，研制了一种直径1毫米的血凝胶纤维微型机器人，并利用磁场驱动这种“机械线虫”在动物颅内实现了精准送药。研究成果北京时间5月1日在线发表于国际权威期刊《自然》旗下《自然—生物医学工程》。

直径1毫米、长度约20毫米的血凝胶纤维微型机器人。（中国科学院深圳先进技术研究院供图）

近年来，国内外不少科研人员通过磁场、光场、声场等外部驱动力，成功让微型机器人完成了靶向药物递送或局部治疗等任务。然而，人和动物的大脑结构高度复杂，布满了不规则的脑沟回和脆弱的神经组织，为了到达指定位置，微型机器人需要穿过仅几毫米宽的脑部表面腔隙，这对机器人的运动模式、柔性、安全性提出了极高要求。

对此，中国科学院深圳先进技术研究院研究员徐天添团队，与深圳大学、香港中文大学科研团队合作，利用实验动物自身血液与少量磁性粒子混合，通过原位凝胶化技术，研制出了一种直径为1毫米的血凝胶纤维微型机器人，不仅能够避免免疫系统的排斥反应，并且在完成任务后可在体内自动降解，无需取出。

徐天添表示，这种微型机器人以超柔性水凝胶为基体，比肠道更柔软，比软骨更有韧性，能够像线虫一样，在比自身直径还小的狭窄空间里穿行，也不会划伤周围的组织。到达指定位置后，科研人员可以通过调节磁场的参数，动态控制机器人释放药物的速率。

科研人员在活猪的大脑里验证了这种微型机器人的性能。徐天添说，这项研究成果为在人和动物体内极端狭窄生理环境下的无创送药提供了新的路径，然而距离在人体使用还面临安全和伦理方面的诸多困难，未来的研究将聚焦这种微型机器人的结构优化和运动控制精度提升，进一步拓展其在复杂脑环境中的适应能力。