腦膠質(zhì)瘤是嚴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器人系統(tǒng)，可經(jīng)顱骨微創(chuàng)通道進入顱內(nèi)，越過血腦屏障抵達膠質(zhì)瘤部位，將藥物精準遞送到膠質(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。

子母式微納米機器人系統(tǒng)工作原理

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

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

后續(xù)，該團隊將在活體動物顱內(nèi)開展微納米機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，進一步提升子母式微納米機器人系統(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)研究青年團隊計劃的支持。

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