哈工大微纳米机器人首次实现小鼠脑瘤的主动向靶治疗

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视频介绍

对于肿瘤和癌症而言，靶向治疗是最有效的方法。靶向治疗对于脑瘤而言更具挑战性，这是因为脑部手术非常危险。微型机器人的应用或许提供了一种更安全的治疗手段。前不久，哈工大微纳米技术研究中心首次实现游动微纳米机器人对脑胶质瘤的主动靶向治疗，他们创造了一种微型机器人，该机器人可以通过几乎不可穿透的血脑屏障来治疗小鼠的脑瘤。在治疗过程中，研究者必须找到一种能突破体内由致密组织构成的阻碍的方法，并且这些致密组织往往也成为微型机器人移动的障碍。为了解决这一难题，他们设计了一种使用磁性材料的微型机器人，并利用旋转磁场对机器人进行远程导航。这款微型机器人的宽度大约只有人类头发丝的百分之一，从而可以毫不费劲地游动。研究者将基于嗜中性粒细胞的自然能力与磁性微泳器相结合，创造了一种的微型机器人Neutrobot ，Neutrobot可以穿过血脑屏障，并且不会被免疫系统检测到。因此它能够在小鼠尾部血液和大脑之间自由游动，并用来治疗胶质细胞中的肿瘤。具体而言，研究人员首先使用嵌入磁性氧化铁珠和抗癌药物紫杉醇凝胶制成纳米颗粒，然后用大肠杆菌膜包裹纳米颗粒，伪装成有害细菌的纳米颗粒比裸纳米颗粒更容易被小鼠嗜中性粒细胞吸收。从小鼠尾部针管注入、通过血管进入大脑并最终被嗜中性粒细胞吸收。这些机器人带有磁性，研究者利用旋转磁场远距离牵引它们。在微观尺度上，一根头发宽度 1%的增量运动，就能使这种混合生物机器人像《贪吃蛇》中那样行走，并通过嗜中性粒细胞的外壳渗透到大脑中。相关人员表示，这项工作的最大挑战是如何实现 Neutrobot 的集群智能。就像宏观世界中的集群机器人，微/纳米集群机器人通过复杂的操作实现复杂的任务。他们希望在未来，这款机器人无论是在手术治疗还是药物输送上，都能造福人类。