子母式微納米機(jī)器人系統(tǒng)，用于顱內(nèi)跨尺度靶向給藥

腦膠質(zhì)瘤是嚴(yán)重危害人類健康的惡性腫瘤，患者中位生存期不到15個月。目前，臨床采用的治療手段包括手術(shù)治療、放化療和靶向治療等。其中，靶向治療面臨著因血腦屏障的阻隔使得大部分藥物分子不能夠進(jìn)入腦組織的難題。中國科學(xué)院沈陽自動化研究所與中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院合作，研制了一套子母式微納米機(jī)器人系統(tǒng)，可經(jīng)顱骨微創(chuàng)通道進(jìn)入顱內(nèi)，越過血腦屏障抵達(dá)膠質(zhì)瘤部位，將藥物精準(zhǔn)遞送到膠質(zhì)瘤病灶。相關(guān)研究成果以“Dual-Responsive Nanorobot-Based Marsupial Robotic System for Intracranial Cross-Scale Targeting Drug Delivery”為題，發(fā)表在Advanced Materials期刊上。

子母式微納米機(jī)器人系統(tǒng)工作原理

機(jī)器人系統(tǒng)由磁驅(qū)動連續(xù)體微型機(jī)器人、生物相容性微納機(jī)器人以及外部驅(qū)動、成像設(shè)備構(gòu)成。連續(xù)體微型機(jī)器人首先經(jīng)過顱骨微創(chuàng)通道進(jìn)入顱內(nèi)，越過血腦屏障抵達(dá)膠質(zhì)瘤部位，實(shí)現(xiàn)宏觀尺度的一級靶向。進(jìn)而，微納米機(jī)器人經(jīng)過連續(xù)體機(jī)器人內(nèi)部通道到達(dá)膠質(zhì)瘤病灶，并在外場驅(qū)動下向腫瘤內(nèi)部運(yùn)動及釋放藥物，實(shí)現(xiàn)微觀尺度的二級靶向。

該團(tuán)隊分別在體外膠質(zhì)瘤細(xì)胞微環(huán)境和離體豬腦組織內(nèi)開展了試驗(yàn)。結(jié)果表明，微納米機(jī)器人可遠(yuǎn)距離遞送到指定病灶，釋放藥物殺死膠質(zhì)瘤細(xì)胞。這驗(yàn)證了該研究所提出的子母式微納米機(jī)器人跨尺度遞送方法的可行性。

后續(xù)，該團(tuán)隊將在活體動物顱內(nèi)開展微納米機(jī)器人跨尺度遞送藥物的研究及治療效果評測，并結(jié)合臨床工作，進(jìn)一步提升子母式微納米機(jī)器人系統(tǒng)的性能，以期早日將該方法應(yīng)用于臨床，減輕患者的痛苦。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究青年團(tuán)隊計劃的支持。

論文鏈接： https://doi.org/10.1002/adma.202306876