近日，哈工大机器人技术与系统全国重点实验室、哈尔滨医科大学第一附属医院等联合开发出仿水熊虫医用微纳机器人，首次实现微纳机器人在静脉内驱动及驻停，技术达到了国际领先水平。相关研究成果以《可在血管中靶向驻停的仿水熊虫医用微纳机器人》为题，发表在最新一期《科学进展》上。同时，《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》为题将该成果作为研究亮点进行报道。

据了解，常规的药物递送大都是通过口服或输液的方式以药物分子或载体在血液等流体中进行扩散，不仅递运效率低下，而且对肝肾的损伤比较大。哈工大医学与健康学院吴志光教授介绍，有研究对最近30年来的药物递送效率做出了统计，发现目前绝大多数药物在病灶区域的递送效率仅为0.7%，如何让药物在病灶区域有效驻停成为一直以来逆血流研究领域的难点。

制备

    细胞复苏、待传与冻存实验

当前，微纳机器人凭借其体积小、质量轻、推重比大等特点，在药物靶向递送领域具有很好的发展前景。然而，多年来却因面临如何实现在血液高流速环境下高效驱动、如何实现循环系统内靶向释放等挑战而无法在医学上应用。

针对上述问题，研究团队设计了一种仿水熊虫医用微纳机器人，可以让机器人“跑得更快”，其模仿缓步动物水熊虫利用爪子在动态环境中的运动方式设计了爪形表面结构，以提高微纳机器人的驱动效率，实现了让直径20微米的机器人可在20000微米/秒的静脉血流环境中高效运动。

实验人员从液氮中取出冻存管

微纳机器人体外驱动系统

为让机器人“停得住”，研究团队通过多磁场复合调控技术，实现了微纳机器人在生物组织表面可控驻停及药物靶向释放，驻停时间大于36小时。

李天龙教授（左）指导科研人员进行实验

哈工大机电学院李天龙教授在接受记者采访时介绍，过去微纳机器人只能实现药物在毛细血管内的递送，99%以上的的药物顺流而下，并未有效到达病灶区域。而研究团队开发的微纳机器人其创新之处在于，实现了在静脉血管内的可控运动和驻停，使药物既能顺流而下，又能逆流而上，还能横穿血流，最终达到病灶区域，从而显著提高药物的递送效率，降低药物使用的剂量以及对肝肾的损伤。李天龙教授说，微纳机器人在静脉内驱动及驻停的实现，为破解药物有效递送难题提供了一个新的方法和思路。

据悉，此项研究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，为恶性肿瘤等疾病的精准治疗带来光明前景。