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科技日報北京11月13日電 （記者張夢然）醫(yī)學界長期以來一直致力于開發(fā)能精準地“定點送藥”的微型機器人技術，以實現(xiàn)靶向治療?，F(xiàn)在，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院研究團隊研發(fā)出一種微型機器人，它能在血管中“逆流而上”精確導航。動物實驗中，團隊在豬體內(nèi)和綿羊的腦脊液中驗證了系統(tǒng)的有效性，這為未來治療神經(jīng)系統(tǒng)等多種疾病提供了新思路。相關成果發(fā)表于新一期《科學》雜志。

全球每年有約1200萬人因中風而遭受健康威脅，其中許多人因此死亡或留下永久性損傷。目前治療中風的主要方法是使用溶栓藥物來溶解阻塞血管的血栓。然而，為確保足夠劑量到達病灶，往往需要大劑量給藥，這可能導致嚴重的副作用。

鑒于此，團隊研發(fā)了一種微型機器人，它實際上是一種球形膠囊，由可溶性凝膠外殼構成，內(nèi)部嵌入了氧化鐵納米顆粒，使其具備磁性，從而能通過外部磁場進行操控和引導。由于人腦血管極為細小，如何在如此微小的結構中集成足夠的磁性材料成為一個技術難點。

此外，膠囊還需具備在X射線下可見的特性。團隊選用了高密度的鉭納米顆粒作為造影劑，但其重量較大，增加了控制難度。將磁性響應、成像可見性與精確操控能力集于一體，需要材料科學與機器人工程的高度協(xié)同，研究團隊歷經(jīng)多年努力才最終實現(xiàn)這一目標。

團隊還開發(fā)了一套模塊化電磁導航系統(tǒng)，融合了3種不同的磁導航策略：利用旋轉(zhuǎn)磁場使膠囊沿血管壁滾動，實現(xiàn)高精度移動；通過磁場梯度引導，實現(xiàn)定向輸送，甚至可“逆流”行進，應對最高達每秒20厘米的血流速度；當遇到血管分叉等復雜結構時，采用流入導航策略，利用指向血管壁的磁梯度將膠囊引入目標分支。

這3種策略的結合，使微型機器人能夠在多種血流條件和解剖結構中穩(wěn)定運行，在超過95%的測試案例中成功將藥物送達指定位置。

在模型和動物實驗中，團隊證實該微型機器人不僅能被精準引導，還能夠攜帶治療所需的藥物，如溶栓劑、抗生素或抗癌藥物，在到達目標位置后釋放。藥物的釋放機制依賴于高頻磁場加熱內(nèi)部的磁性納米顆粒，使凝膠外殼溶解，從而釋放有效成分。

未來，該微型機器人平臺可拓展至局部感染、腫瘤等疾病的靶向治療。

【總編輯圈點】

簡單來說，這就是一個非常聰明的“定點送貨”技術，能讓藥物指哪打哪，是未來醫(yī)學發(fā)展的一個大方向，潛力無限。以后治療中風這類疾病，可能只需要很少的藥量，效果更好，而且大大減少了藥物對身體其他部位的傷害和副作用。這也為治療許多疑難雜癥打開了新大門，不僅是中風，未來對付腦腫瘤、顱內(nèi)感染等疾病，都可能用這種“快遞小船”把抗癌藥、抗生素直接送到以前的大腦“禁區(qū)”，實現(xiàn)精準醫(yī)療。