新加坡南洋理工大学（NTU Singapore）的科学家们创造了微型软机器人，这些机器人可以通过磁场进行定向，从而精准地输送药物，可能增强未来的治疗效果。
由南洋理工大学机械和航天工程学院（MAE）的专家们开发的创新软机器人在《先进材料》期刊上的一篇最新出版物中进行了详细介绍。
这项研究展示了首个已知的微型机器人实例，能够以可定制的顺序和剂量携带和释放多达四种不同的药物。
与以前只能处理三种药物且缺乏可编程释放的模型相比，新的微型机器人提供了更高的精度，这可能大大提高治疗效果，并减少副作用，研究团队表示。
NTU团队之前曾工程化地指导微型机器人，以执行复杂任务，例如在狭窄通道中操控和抓取小物体。
在过去成就的基础上，首席研究员助理教授林国展提到，团队受到1960年代电影《奇幻之旅》的启发，影片中一组 crew 缩小到细胞大小以修复脑损伤。
“曾经纯属科幻的事情，如今随着我们的创新逐渐走向现实。传统药物输送方法如药片和注射可能很快会显得不够有效，相比之下，将这些微型机器人送到确切需要的地方投放药物或许更加合适，”林助理教授解释道。
高度适应和可定制的药物输送特性
这款米粒大小的机器人采用先进的磁性复合材料（由磁性微粒和聚合物组成），对人类使用是安全的。
与现有缺乏精确导向控制的小型机器人不同，新开发的软机器人显示出卓越的灵活性——它可以快速滚动和爬行，以绕过障碍物。这种灵活性为在人体内部穿越复杂、混乱的环境提供了相当大的机会。
在实验室试验中，机器人成功地在模拟人体条件的水中执行任务。
最初，机器人被放置在一个分为四个区域的平台上，能够以每秒0.30毫米到16.5毫米的速度移动到每个区域，在每个区域释放不同的药物，展示了其管理多种药物和控制释放的能力。
在另一项测试中，研究人员通过使用更厚的液体评估了机器人在更具挑战性条件下的药物输送效果。结果显示，机器人成功地在环境中导航，并在八小时内释放了足够的药物。
此外，经过八小时的连续操作，机器人显示出极少的药物泄漏。它在不造成过多浪费的情况下有效管理药物输送，使得软机器人成为需要在不同时间和地点精确用药的治疗中出色的工具。
该研究还得到了MAE学院研究员杨子霖和博士毕业生徐常宇的贡献。
“我们的研究结果表明，这款软机器人可以显著推动未来目标药物输送的发展，尤其是对于像癌症治疗这样的疗法，需要精细管理多种药物，”杨表示。
提供专家观点的是国立大学医院和黄廷方综合医院神经学科的高级顾问和外科医生叶隆立医生，他表示：“作为一名进行微创手术的医生，我目前使用导管和电线在血管中导航以进行治疗。然而，我预计不久之后，能够在体内独立移动的微型机器人将取代这些工具，进入其他无法到达的区域。这些机器人可以保持在原位来逐渐释放药物，这将是比将导管或支架长时间留在体内更安全的选择。这标志着即将到来的重大医学进展。”
NTU研究小组正在探索进一步缩小其机器人规模的方法，目标是将其应用于对脑肿瘤、膀胱癌和结肠癌等疾病的创新治疗。在将这些微型机器人应用于医疗前，NTU研究人员计划通过器官芯片模型和动物研究进行进一步的性能评估。
