
这款沙粒大小的微型机器人采用FDA批准的生物相容性明胶为基质,内部嵌合三大关键组件:高响应性氧化铁纳米颗粒提供磁控能力,钽纳米颗粒支持X射线实时追踪,以及治疗药物负载空间。研究团队通过材料科学与机器人工程的跨学科协作,成功攻克了“微型尺寸与足够磁性”的技术难题。
模块化系统整合了电磁导航系统、定制释放导管与载药可溶解胶囊,实现了导航精度、成像追踪与药物释放的协同运作。独特的药物释放机制通过高频磁场加热氧化铁纳米颗粒,促使明胶外壳溶解,实现药物的可控释放且无残留异物。
精准导航:三种策略应对复杂血管环境
为适应临床场景,研究团队开发了专门的Navion电磁导航系统。两套系统耦合形成足以容纳人类颅骨的校准工作空间,有效应对血管内高达每秒20厘米的血流速度。
系统创新性地融合三种导航策略:通过旋转磁场实现机器人沿血管壁滚动,借助磁梯度差异进行牵引(可逆流移动),在血管分叉处采用流入导航技术精准导入目标血管。测试显示,机器人能够以每秒4毫米的速度稳定移动,在超过95%的测试中成功完成靶向给药任务。
临床前景:解决全身给药副作用难题
全球每年有1200万人罹患中风,传统血栓治疗药物需大剂量输注才能确保有效浓度,常导致内出血等严重风险。30%的药物因系统性副作用在临床试验阶段失败,这一直是医学界面临的重大挑战。
在验证实验中,机器人在人体血管硅胶模型中成功靶向溶解血栓,在猪和绵羊的体内实验中完成了脑血管与脑脊液空间的精准导航。目前该系统已成功装载血栓溶解剂、抗生素与肿瘤药物,适配多种治疗场景。
这款磁控微型机器人凭借其精准靶向能力,既能将高浓度药物直接送达病灶提升疗效,又能最大限度减少全身暴露带来的副作用。随着下一步人体临床试验的推进,该技术有望革新传统给药方式,为精准医疗领域带来突破性进展。



