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近日,哈爾濱工業(yè)大學機器人技術與系統(tǒng)全國重點實驗室、哈爾濱醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院等聯(lián)合開發(fā)出仿水熊蟲醫(yī)用微納機器人,可實現在靜脈血高速流環(huán)境中可控運動及靶向駐停,相關成果以《可在血管中靶向駐停的仿水熊蟲醫(yī)用微納機器人》為題,發(fā)表在《科學進展》(Science Advances)上。同時,《自然》(Nature)雜志以《仿水熊蟲爪形結構為游動微納米機器人提供抓地力》為題將該成果作為研究亮點進行報道。
微納機器人憑借其體積小、質量輕、推重比大等特點,在藥物靶向遞送領域具有很好的發(fā)展前景。然而,多年來卻因面臨如何實現在血液高流速環(huán)境下高效驅動、如何實現循環(huán)系統(tǒng)內靶向釋放等挑戰(zhàn)而無法在醫(yī)學上應用。
團隊是如何解決難題的呢?針對上述問題,研究團隊設計了一種仿水熊蟲醫(yī)用微納機器人,可以讓機器人“跑得更快”,其模仿緩步動物水熊蟲利用爪子在動態(tài)環(huán)境中的運動方式設計了爪形表面結構,以提高微納機器人的驅動效率,實現了讓直徑20微米的機器人可在20000微米/秒的靜脈血流環(huán)境中高效運動。為讓機器人“停得住”,團隊通過多磁場復合調控技術,實現了微納機器人在生物組織表面可控駐停及藥物靶向釋放,駐停時間大于36小時。該研究可顯著提高藥物靶向遞送效率,為惡性腫瘤精準治療提供新思路。
哈工大為論文第一單位。機器人技術與系統(tǒng)全國重點實驗室李天龍教授、博士研究生于世民,哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院孫備教授、李軼副研究員為共同第一作者。機器人技術與系統(tǒng)全國重點實驗室吳志光教授、趙杰教授為論文共同通訊作者。機器人技術與系統(tǒng)全國重點實驗室任玉坤教授、潘昀路教授、格拉頓教授,博士研究生王鑫龍、宋春磊、張展翔為論文共同作者。該研究工作得到張廣玉教授的指導和大力支持。
該研究獲得國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、哈工大醫(yī)工理交叉基金等項目資助。(哈爾濱日報記者 王鐵軍)