首个可用磁场控制的可生物降解纳米机器人问世

　　近年来，微型/纳米机器人在生命医学领域发展迅速，且作为广大。这些微小机器人在某些领域具有得天独厚的优势，许多研究表明，这些微型/纳米机器人可以穿过复杂的生物结构或者狭窄的毛细血管，进行局部诊断、成像、运载活检样本、靶向释放药物等操作。这会或将成为医疗领域的下一个蓝海市场。

　　近日，香港中文大学的张立教授和曼彻斯特大学 Kostas Kostarelos 教授带领的研究小组推出一款可生物降解的纳米机器人，未来可用于诊断疾病或者向人体内输送药物。

　　研究小组成员来自于香港中文大学，爱丁堡大学和曼彻斯特大学。研究成果“用于成像引导疗法的多功能生物混动磁铁机器人”以论文的形式发表于《科学机器人（Science Robotics）》期刊上。

　　这种机器人由可生物降解的螺旋藻制成。早在阿兹特克时期（墨西哥古文明之一），人们就曾经将螺旋藻作为重要的营养来源之一。直到 20 世纪 60 年代，法国研究人员在墨西哥的 Texcoco 湖里重新发现了这种物质，并且将其包装起来放上了保健品商店的货架。

　

　　图 | 机器人工作原理图解

　　该团队发表的论文将机器人的可生物降解性作为一个新概念，不仅如此，机器人上的铁磁涂层还可以让研究者微调降解速度。利用磁场，研究人员可以在复杂的生物体内精准遥控机器人。他们还表示，机器人能够携带并释放出攻击癌细胞的有效药物。但是在运动跟踪，生物相容性，生物降解性和诊断治疗效果上还需要我们进一步深入研究。

　　张教授表示，“我们没有用复杂的实验室技术和工艺从零开始制造功能性微型机器人，而是直接采用自然界的智能材料，由于其固有的化学结构，因此具有医学应用价值。举个例子，因为这些机器人具有天然的内部荧光性和外部（氧化铁具备的）磁性，所以我们可以利用荧光成像和磁共振成像技术，很容易地在体内追踪和驱动它们。”

　　“我们的微型机器人有能力感知与疾病发作有关的环境变化，这使它们有望成为远程诊断疾病的探测器。我们正在进一步研发这项技术，以便我们能够微调这种图像引导疗法，同时它也是一项研发多功能微型机器人和纳米机器人设备的概念验证。”张教授总结道。

　　Kostarelos 教授表示，“创造可以在体内行进的引导式机器人系统，在输送系统工程领域一直是至关重要的。我们的研究利用了自然界馈赠的一些特征，如荧光，降解性和形状。但为了制作出一个微型机器人的概念验证原型，我们还增加了诸如磁化和生物活性等工程特性。”

　　“我们还处于发展初期，因为任何这样的机器人（系统）都需要 100% 安全地降解，或者在完成工作之后被清除出体内或主动排出体外。不过值得肯定的是，我们的工作是有史以来第一个可以通过生物降解来实现（清除机制）的例子。这些机器人拥有在人体内难以触及部位中进行受控作业的潜力，使他们有可能用来进行微创诊断和治疗”，他补充道。