摘要：瑞士联邦理工学院研究团队成功开发出一种革命性的药物输送系统，通过磁场控制沙粒大小的微型机器人在血管中游动，将药物精确输送到病灶部位后自动溶解。这项刊登在《科学》杂志上的最新研究在猪和羊的动物试验中取得突破性进展，为解决传统全身化疗带来的严重副作用问题提供了全新

信息来源：https://www.nature.com/articles/d41586-025-03754-6

瑞士联邦理工学院研究团队成功开发出一种革命性的药物输送系统，通过磁场控制沙粒大小的微型机器人在血管中游动，将药物精确输送到病灶部位后自动溶解。这项刊登在《科学》杂志上的最新研究在猪和羊的动物试验中取得突破性进展，为解决传统全身化疗带来的严重副作用问题提供了全新解决方案。

该技术的核心在于一个由明胶制成的微型载体，内部装载药物和磁性氧化铁纳米颗粒。医生可通过体外磁场精确控制这些机器人在血管中的运动轨迹，使其以每秒40厘米的速度在血管内游泳、逆流而上或沿血管壁滚动，最终抵达目标区域释放药物。

研究负责人、苏黎世联邦理工学院机械工程师布拉德利·尼尔森表示，约三分之一已开发但未能上市的药物是因为毒性过大而被淘汰。这种微型机器人技术将允许医生直接向病灶区域注射少量药物，从而显著减少潜在的副作用，特别适用于治疗导致中风的血管阻塞或脑肿瘤等疾病。

二十年技术攻关的重大突破

这些装满药物的微型机器人使用磁铁引导穿过血管。图片来源：Luca Donati/lad.studio 苏黎世

开发这一技术的过程充满挑战。尼尔森透露，团队用了20年时间才找到合适的材料组合，既能实现远程控制，又能保证机器人足够小巧以便在微小血管中自由穿行。"现在回过头来看，一切都显得理所当然，但达到这一步是一个巨大的飞跃。"

在动物试验中，研究团队展示了令人瞩目的精确性。他们使用导管将机器人插入猪和羊的血管系统，随后通过X射线实时观察并操控这些微型设备，实现毫米级精度的导航。试验结果显示，在猪的测试中，超过95%的情况下药物都被成功输送到正确位置。

药物释放机制同样精巧。研究人员利用快速变化的磁场产生热量，使明胶载体分解并释放内部药物。整个过程完成后，载体在体内完全溶解，避免了传统药物输送系统可能留下的异物问题。

加州理工学院医学工程师高伟对这项研究给予高度评价，认为"这些演示令人信服"，尽管仍处于临床前阶段。他预测，如果后续研究进展顺利，遥控药物输送机器人可能在五到十年内用于首个医疗应用。

精准医疗的新纪元

这项技术突破对现代医学具有深远意义。传统的全身化疗在杀死癌细胞的同时，也会对健康组织造成严重损害，导致脱发、恶心、免疫系统抑制等严重副作用。许多患者因无法承受化疗的毒副作用而被迫中断治疗，影响了治疗效果。、

图片来源：苏黎世联邦理工学院

微型机器人药物输送系统有望彻底改变这一现状。通过将药物直接输送到病灶部位，医生可以使用更低的药物剂量达到同样甚至更好的治疗效果，同时大幅减少对健康组织的伤害。这种精准给药方式特别适用于脑部疾病的治疗，因为血脑屏障的存在使得传统药物很难有效穿透进入脑组织。

除了癌症治疗外，该技术还可应用于心血管疾病、神经系统疾病等多个领域。例如，在治疗中风时，机器人可以携带溶栓药物直接到达血栓位置，提高治疗效率并降低出血风险。对于脑肿瘤患者，这种技术能够绕过血脑屏障的限制，将化疗药物精确输送到肿瘤部位。

从实验室到临床的挑战

尽管动物试验取得了令人鼓舞的结果，但该技术要真正应用于临床还面临诸多挑战。高伟指出，在用于人体之前，研究人员需要密切监测机体如何清除残留的纳米颗粒，确保这些材料不会在体内积累造成长期健康风险。

安全性评估是首要考虑因素。虽然研究团队使用的所有组件都已被证明具有生物相容性，但微型机器人在人体血管系统中的长期行为仍需深入研究。此外，磁场控制系统的安全性和有效性也需要在更大规模的临床试验中得到验证。

制造工艺的标准化是另一个关键挑战。目前的微型机器人需要在严格控制的实验室条件下制造，要实现大规模临床应用，必须建立稳定可靠的批量生产工艺，确保每个机器人的质量和性能一致性。

成本控制同样重要。尽管该技术具有巨大的医疗价值，但只有在经济上可行的前提下才能真正造福患者。研究团队需要在保证技术先进性的同时，找到降低成本的有效途径。

此外，医疗设备的监管审批流程通常漫长而严格。微型机器人作为一种全新的医疗技术，需要建立相应的安全标准和评估体系，这可能需要数年时间。

尼尔森表示，团队的下一步计划是开展人体临床试验。这将是验证技术安全性和有效性的关键步骤，也将为最终的商业化应用奠定基础。随着研究的深入和技术的完善，这种革命性的药物输送系统有望在不远的将来为患者带来更加精准、安全、有效的治疗选择，开启精准医疗的新纪元。

来源：人工智能学家