在血液中“跑得快、停得住”—— 医用(yòng)微纳机器人开发有(yǒu)新(xīn)突破
来源: ​科(kē)技日报 作者: 发布时间: 2023-06-07

记者日前从哈尔滨工业大學(xué)获悉,由哈尔滨工业大學(xué)与哈尔滨医科(kē)大學(xué)科(kē)研人员联手合作开发的一款仿水熊虫医用(yòng)微纳机器人,初步实现了在静脉血高速流环境中可(kě)控运动,并能(néng)在静脉血流中驻停时间达36小(xiǎo)时以上。

相关研究结果日前在線(xiàn)发表于最新(xīn)一期《科(kē)學(xué)进展》上。同时,國(guó)际著名《自然》杂志(zhì)以《仿水熊虫爪形结构為(wèi)游动微纳机器人提供抓地力》為(wèi)研究亮点,进行了报道和点评。专家认為(wèi),此项成果今后如能(néng)完成临床转化,可(kě)望显著提高药物(wù)靶向递送效率,為(wèi)降伏胰腺癌、胰腺炎及其他(tā)各种肿瘤疾病带来光明前景。

专家介绍,常规的药物(wù)递送如打针、吃药、静点等,都是药物(wù)分(fēn)子或载體(tǐ)在血液等流體(tǐ)中扩散进行的,这些药物(wù)分(fēn)子或载體(tǐ)随血流等生物(wù)流體(tǐ)而扩散,递运效率低下,且毒副反应比较重。有(yǒu)學(xué)者对最近30年来的药物(wù)传送方式做出了统计,发现输送12小(xiǎo)时后,到达目的地的药物(wù)尚不到1%。这意味着绝大部分(fēn)药物(wù)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體(tǐ)积小(xiǎo)、质量轻、推重比大、可(kě)穿越多(duō)道生物(wù)屏障阻隔的优势和特点,在生物(wù)医學(xué)、抗肿瘤靶向用(yòng)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(wù)运输“通道”,实现循环系统内靶向释放?这些问题仍是医學(xué)界面临的重大挑战。

在國(guó)家重点研发计划、國(guó)家自然科(kē)學(xué)基金等诸多(duō)项目的支持下,哈尔滨工业大學(xué)机器人技术与系统全國(guó)重点实验室团队与哈尔滨医科(kē)大學(xué)附属第一医院普外科(kē)专家联手合作,共同开展了《可(kě)在血管中靶向驻停的仿水熊虫医用(yòng)微纳机器人》研究,成功设计出了仿水熊虫医用(yòng)微纳机器人。

这种机器人有(yǒu)着水熊虫一样的“爪子”,可(kě)显著提升微纳机器人的驱动效率,让机器人“跑得更快”。科(kē)研人员利用(yòng)医學(xué)光學(xué)相干断层成像技术检测发现,直径20微米的机器人能(néng)在20000微米/秒(miǎo)的静脉血流环境中高效运动;為(wèi)让机器人“停得住”,研究团队还利用(yòng)多(duō)磁场复合调控技术,得以让微纳机器人在生物(wù)组织表面長(cháng)时间停留并释放靶向药物(wù)。


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