我国学者在面向靶向治疗的微型软体机器人方面取得进展

　　

图 用于颅内深部肿瘤靶向治疗的磁驱动血凝胶纤维机器人示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：62022087、62125307、52475308、U22A2064）的资助下，中国科学院深圳先进技术研究院徐天添研究员、深圳大学王奔副教授、香港中文大学张立教授等开展交叉合作，提出的磁驱动血凝胶纤维机器人在颅内深部肿瘤治疗方面取得进展。研究成果以“Magnetically-driven biohybrid blood hydrogel fibres for personalized intracranial tumour therapy under fluoroscopic tracking”为题，于2025年5月1日发表于《Nature Biomedical Engineering》上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01382-z。

　　临床治疗位于脑深部或邻近重要功能区的颅内肿瘤面临一定挑战。传统手术切除方法由于解剖路径复杂易造成不可逆的神经损伤，放疗易导致周围正常脑组织放射性坏死，化疗受限于血脑屏障的低通透性，难以达到有效药物浓度。因此，开发一种组织无创、定位精准、治疗高效的颅内肿瘤治疗方法具有重要意义。

　　针对上述问题，本研究开发了一种以患者自身组织为原料的磁驱动生物混合血液水凝胶纤维机器人（BBHF），能够逃避免疫系统的识别和排斥反应，在外界可编程驱动磁场操纵下实现摆动、爬行或滚动等多模态仿生运动，并通过X射线成像实时追踪，实现颅内肿瘤的精准靶向药物治疗。

　　摒弃传统的血管递送路径，研究团队利用脑脊液这一低速流动的“天然航道”，并根据其特点设计开发了适用于脑脊液环境可控多模态运动的磁驱动血液凝胶纤维机器人。该机器人的核心创新在于三重“仿生术”：材料选择上，以患者自身血液中的纤维蛋白为原料，通过仿生凝胶化技术构建出与脑组织力学性能匹配的柔性载体，如同为机器人披上“隐形斗篷”，彻底规避免疫识别风险；运动控制上，受自然界线虫运动启发，嵌有磁性颗粒的血凝胶纤维机器人能在外磁场操控下实现摆动、翻滚、爬行等多模态仿生运动，并结合X射线成像实时定位技术，在蛛网膜下腔的复杂褶皱中也能实现灵活导航；药物释放环节，采用磁致机械断裂机制，当软体机器人抵达肿瘤病灶时，高强度交变磁场可触发其快速碎化，将药物集中“吐出来”，形成局部高药物浓度。该研究为脑深部或功能区毗邻型颅内肿瘤的精准、无创治疗开辟了全新路径。