2025年5月1日，中国科学院深圳先进技术研究院徐天添教授、深圳大学王奔副教授、香港中文大学张立教授组成的科研团队在《Nature Biomedical Engineering》期刊上发表了一项重磅研究成果——全球首个磁控血液凝胶纤维机器人。这一创新突破为颅内深部及功能区邻近肿瘤的精准、无创治疗开辟了全新路径，有望彻底改变脑部疾病治疗的现状，具有划时代的意义。
一、技术原理与创新亮点
*核心材质与生物相容性：该机器人从患者血液中提取纤维蛋白作为原料，通过仿生凝胶化技术构建而成，与脑内组织结构高度匹配。这种基于患者自身血液的定制化设计，使得机器人能够逃避免疫识别，显著降低了免疫排斥的风险，相比传统外来材料制成的医疗器械，大大提高了生物相容性，为多次治疗提供了可能。
*磁控驱动与灵活运动：研究人员在机器人内部加入磁性颗粒，使其能够在外加可编程磁场的控制下实现摆动、翻滚、爬行等多种仿生运动模式。在蛛网膜下腔等复杂脑区，机器人可像线虫一样在比自身直径更小的狭窄空间内灵活移动，且超柔性水凝胶基体既比肠道柔软又比软骨具韧性，完全不会损伤脆弱的脑组织，成功解决了传统脑部治疗器械难以在复杂脑沟回中精准导航且易损伤神经组织的难题。
*精准定位与药物递送：结合X光成像技术，治疗过程可以实现即时追踪与精准定位，研究人员能够精确地将机器人导航至肿瘤区域，实现药物的靶向递送。这种精准性不仅提高了治疗效果，还避免了传统化疗中药物对正常脑组织的损害，减少了全身毒副作用。
*智能释药机制：研究人员创新性地提出了高频交变磁场诱导血凝胶纤维机器人断裂碎化的释放药物机制。机器人在低频弱磁场环境或水溶液中可保持结构稳定无泄漏，抵达目标区域后，通过施加高强度旋转磁场触发其动态分裂释药，通过精准调控磁场频率参数，可实现从毫米级到微米级碎片的梯度解离，从而动态控制药物释放速率，为肿瘤局部化疗提供了高时空精度的操控手段，避免了传统化学触发剂的生物毒性。
图：中科院研发磁控血液凝胶纤维机器人，精准打击脑瘤
二、临床前研究与实验成果
研究人员在18头小型猪中构建了脑胶质瘤模型，并将实验分为三组：空白对照组、假手术组（植入未载药BBHF）和治疗组（载阿霉素BBHF）。结果显示，术后26天，BBHF治疗组的肿瘤生长受到抑制，比对照组肿瘤小4倍，且BBHF治疗组的活猪血细胞数量和生物化学标志物水平均保持在正常水平，波动较小，进一步验证了该机器人良好的生物相容性和治疗效果。
三、重大意义与应用前景
*攻克颅内肿瘤治疗难题：传统手术切除颅内深部或邻近重要功能区的肿瘤，解剖路径复杂，易造成不可逆神经损伤；放射治疗可能导致正常脑细胞坏死；化疗又受限于血脑屏障的低通透性，难以达到有效药物浓度。而磁控血液凝胶纤维机器人的出现，为解决这些临床难题提供了切实可行的方案，有望提高颅内肿瘤患者的生存率和生活质量。
*拓展医疗应用场景：除了脑胶质瘤治疗外，该技术未来还可拓展应用于脑胶质瘤的边界浸润治疗、多病灶接力式给药等复杂医疗场景，为脑部疾病的精准治疗带来新的希望。其基于物理场响应的智能释药策略，也为其他领域的局部药物治疗提供了新思路，如心血管疾病、眼科疾病等的精准治疗。
*推动医疗机器人发展：磁控血液凝胶纤维机器人的成功研发，标志着医疗机器人领域迈入了新的阶段。它不仅丰富了医疗机器人的种类和功能，还为未来医疗机器人的智能化、精准化发展奠定了基础，激励着科研人员探索更多创新的医疗机器人技术和应用。
四、面临的挑战与展望
*技术优化与完善：尽管该机器人在实验中展现出了良好的性能，但在实际临床应用中，仍需进一步优化技术参数，提高机器人的稳定性和可靠性。例如，需要更精确地控制磁场强度和频率，以实现更精准的药物释放；进一步改进机器人的制造工艺，以提高生产效率和降低成本。
*临床试验与监管审批：从实验室研究到临床应用，还需要经过大量的临床试验来验证其安全性和有效性。同时，也需要面对严格的监管审批流程，确保该技术能够安全、有效地应用于人类患者。这需要科研团队、医疗机构、监管部门等各方的密切合作和共同努力。
*多学科融合与人才培养：该技术的研发涉及到生物医学工程、材料科学、临床医学、物理学等多个学科领域，未来的发展也需要跨学科的深度融合和协作。此外，还需要培养一批具备跨学科知识和技能的专业人才，为磁控血液凝胶纤维机器人的进一步研发和应用提供人才支持。
五、结论
我国团队研发出的全球首个磁控血液凝胶纤维机器人，无疑是医疗科技领域的一项重大突破。它凭借独特的技术优势和创新理念，为颅内肿瘤等脑部疾病的精准治疗带来了新的曙光。虽然在走向临床应用的道路上仍面临一些挑战，但随着技术的不断进步和完善，以及各方的共同努力，我们有理由相信，磁控血液凝胶纤维机器人将在未来医疗领域发挥越来越重要的作用，为人类的健康福祉做出更大贡献。
