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哈医大一院胰胆外科孙备教授团队医工联合开发仿水熊虫医用微纳机器人获《自然》杂志报道

2023-05-22 19:50:08 来源：人民日报客户端

(资料图片仅供参考)

近日，由哈尔滨医科大学附属第一医院胰胆外科孙备教授团队联合哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室研发的科研项目，取得突破性进展。研究团队借助仿生学原理成功开发的一款仿水熊虫医用微纳机器人，初步实现了在静脉血高速流环境中可控运动，并能在静脉血流中驻停时间达36小时以上。相关研究结果在线发表于最新一期《科学进展》上；同时，国际著名《自然》杂志以《仿水熊虫爪形结构为游动微纳米机器人提供抓地力》为研究亮点，进行了报道和点评。专家认为，此项成果今后如能完成临床转化，可望显著提高药物靶向递送效率，为降伏胰腺癌、胰腺炎及其它各种肿瘤疾病带来光明前景。

哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室吴志光、赵杰、李天龙、于世民等专家团队与哈尔滨医科附属第一医院普外科主任兼胰胆外科主任孙备教授、李轶龙副主任医师等人强强联手合作，共同完成《可在血管中靶向驻停的仿水熊虫医用微纳机器人》研究，成功设计出仿水熊虫医用微纳机器人。这种机器人有着水熊虫一样的“爪子”，可显著提升微纳机器人的驱动效率，让机器人“跑得更快”。利用医学光学相干断层成像技术检测发现，直径20微米的机器人能在20000微米/秒的静脉血流环境中高效运动；为让机器人“停得住”，研究团队还利用多磁场复合调控技术，得以让微纳机器人在生物组织表面长时间停留并释放靶向药物。

据本项医工合作医学部分负责人孙备教授介绍，常规的药物递送都是药物分子或载体在血液等流体中扩散进行的，这些药物分子或载体随血流等生物流体而扩散，递运效率低下，且毒副反应比较重。有学者对最近30年来的药物传送方式做出了统计，发现输送12小时后，到达目的地的药物尚不到1%。这意味着绝大部分药物已在“邮路”上丢失了。当前，发展势头正猛的微纳机器人凭借其体积小、质量轻、推重比大、可穿越多道生物屏障阻隔的优势和特点，在生物医学、抗肿瘤靶向用药递送、化验检测等领域已逐渐崭露头角。但如何确保微纳米机器人在血流高速冲刷下站稳脚跟及自如驱动？怎样构筑牢固的药物运输“通道”，实现循环系统内靶向释放？这些恰恰是我们与哈工大共同合作研发的立足点与出发点。

孙备教授指出：“医工合作、学科交叉的意义在于将不同领域的专业知识和技能相互结合，由此有效地解决各领域存在的复杂问题。通过医工融合，医学和工程学科之间的专业知识可以相互补充，进而带来更好的创新和应用。以微纳机器人及纳米材料为例，作为医工结合的产物，可用于制备各种功能性生物材料和药物输送系统。微纳机器人尺寸小、质量轻、推重比大，且载药性和靶向性十分优异，一旦研制成功并完成临床转化，我们医生可凭借医用微纳机器人将抗癌药准确输送到胰腺周围血管，并停下“脚步”输出药物，真正将胰腺癌、胰腺炎等顽疾的精准治疗落到实处。

目前，哈医大一院普外科医工合作正如火如荼地开展，并取得了一系列丰硕成果，合作团队包括哈尔滨工业大学和中国科学院长春应用化学研究所等顶尖研究团队。

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