“藥物輸送系統(tǒng)或手術(shù)器械，必須適應目標小腔道內(nèi)復雜的結(jié)構(gòu)形貌，例如平坦區(qū)域、褶皺和狹窄通道。”徐海峰介紹，尤其是在輸卵管等小腔道內(nèi)進行細胞和藥物轉(zhuǎn)運，面臨著更復雜的體內(nèi)環(huán)境。這對手術(shù)器械或軟體機器人的精度提出了更高要求。

在該研究中，科研人員利用磁驅(qū)微型軟體機器人，在行進中進行原位編程和運動模態(tài)切換，以適應輸卵管中復雜的環(huán)境變化，最終在穿過狹小空間后，進行可控藥物釋放。“磁驅(qū)微型軟體機器人可實現(xiàn)多個運動模態(tài)，包括仿土虱滾動和翻轉(zhuǎn)、仿精子旋轉(zhuǎn)以及仿蛇滑行，分別用于通過不同的障礙物。”徐海峰介紹。

據(jù)悉，該磁驅(qū)微型軟體機器人滾動模態(tài)可實現(xiàn)高速運動，速度可達每秒23毫米。藥物釋放既可通過溶解緩慢釋放，也可通過激光在14秒內(nèi)快速釋放。

在驗證實驗中，研究團隊在離體豬輸卵管中控制磁驅(qū)微型軟體機器人執(zhí)行自適應多模態(tài)運動和藥物遞送，以證明機器人在真實小腔道內(nèi)的適用性。

中國科學院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所副研究員劉源介紹，磁驅(qū)微型軟體機器人具有的自適應多模式運動和主動藥物釋放機制，減少了微組織損傷和藥物副作用，為人體內(nèi)難以進入的小腔道環(huán)境的醫(yī)療診斷提供新工具。