【解說(shuō)】近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機器人技術(shù)與系統全國重點(diǎn)實(shí)驗室、哈爾濱醫科大學(xué)附屬第一醫院等聯(lián)合開(kāi)發(fā)出一款仿水熊蟲(chóng)醫用微納機器人，可實(shí)現在靜脈血高速流環(huán)境中可控運動(dòng)及靶向駐停，有效解決了微納機器人無(wú)法在醫學(xué)上應用的難題。

　　【同期】哈爾濱工業(yè)大學(xué)醫學(xué)與健康學(xué)院教授 吳志光

　　我們把血管比作一條大河的話(huà)，我們病患的位置可能就是一個(gè)小石頭或者一塊礁石，我們這個(gè)藥物分子也就相當于河里邊的一個(gè)小樹(shù)葉，這個(gè)葉子能流到礁石的比例本來(lái)就很低，這就是一直以來(lái)藥物的一個(gè)難點(diǎn)。然后我們想把這個(gè)分子生物學(xué)的方法轉化成物理的方法，假設說(shuō)患者得了一個(gè)病，就是我不管你是得什么病，對我來(lái)講只是要到那個(gè)位置，我通過(guò)一個(gè)物理的方法，我能不能通過(guò)外緣控制的方法，讓它跑到病患的位置不就得了，從物理的角度嘗試解決醫學(xué)的問(wèn)題，這就是目前我們醫工交叉的思想。

　　【解說(shuō)】據統計，近三十年來(lái)藥物能準確遞送到病灶位置的比例僅有0.7%，遞送效率十分低下。

　　【同期】哈爾濱工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院教授 李天龍

　　針對我們現在這個(gè)領(lǐng)域的難題，我們就想能不能通過(guò)仿生的思想，通過(guò)這種仿水熊蟲(chóng)這種結構，實(shí)現微納機器人沿著(zhù)血管壁的有效運動(dòng)，然后這里邊它不但能順流而下，它還能逆流而上，還能橫穿血流，通過(guò)幾種運動(dòng)的結合，我們微納機器人最終能有效到達病灶區域，實(shí)現藥物的靶向釋放。基于仿生的思想設計的微納機器人，我們通過(guò)IVOCT把微納機器人注射到小動(dòng)物體內，然后我們通過(guò)磁場(chǎng)調控，就能實(shí)現微納機器人在這里的運動(dòng)，這種運動(dòng)就相當于仿水熊蟲(chóng)的仿生思想設計的微納機器人，在運動(dòng)到特定區域的時(shí)候，我們通過(guò)調控磁場(chǎng)，就能實(shí)現微納機器人在表面的駐停，并釋放藥物對病灶區域進(jìn)行靶向治療。

　　【解說(shuō)】模仿水熊蟲(chóng)設計的“爪子”提高了微納機器人的驅動(dòng)效率，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(dòng)；通過(guò)多磁場(chǎng)復合調控技術(shù)，實(shí)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(shí)間大于36小時(shí)。

　　【同期】哈爾濱工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院教授 李天龍

　　我們的微納機器人結構，它是一種多刺的結構，它每一個(gè)刺就相當于水熊蟲(chóng)的一個(gè)爪子，而我們在微納尺度很難實(shí)現做一個(gè)幾微米的臂，所以我們就把它做成整個(gè)球體都是多刺的結構，而我們通過(guò)外場(chǎng)調控來(lái)模擬它這種水熊蟲(chóng)爪子不停抓地的運動(dòng)，其實(shí)就是讓這個(gè)小球滾動(dòng)起來(lái)，通過(guò)多個(gè)刺與表面的接觸，實(shí)現有效運動(dòng)。這樣通過(guò)外場(chǎng)和這個(gè)結構的設計，兩種方式相結合，實(shí)現模擬水熊蟲(chóng)爪子抓地的運動(dòng)。

　　【解說(shuō)】吳志光教授向記者介紹，目前的微納機器人主要由人造物質(zhì)組成，進(jìn)入人體后便會(huì )被免疫系統認定為外來(lái)物質(zhì)并主動(dòng)“攻擊”。

　　【同期】哈爾濱工業(yè)大學(xué)醫學(xué)與健康學(xué)院教授 吳志光

　　我們考慮到天然的紅細胞，它有一套自己的生物蛋白，它不會(huì )受到免疫系統的攻擊，這是因為它表面的一層膜蛋白，具有一套相當于自己的生物“身份證”，那我們受此啟發(fā)，就將天然的紅細胞修飾到微納機器人表面，然后它可以通過(guò)偽裝成天然紅細胞的方法，來(lái)躲避免疫系統的攻擊，從而來(lái)延長(cháng)這個(gè)游動(dòng)微納機器人在血液內或者其他生物環(huán)境內的工作壽命，讓它更好完成自己的生物醫療任務(wù)。

　　【解說(shuō)】仿水熊蟲(chóng)醫用微納機器人的研發(fā)，首次實(shí)現了微納米機器人在靜脈內驅動(dòng)及駐停，技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平，顯著(zhù)提高藥物靶向遞送效率，為惡性腫瘤精準治療提供新思路。