近日，来自荷兰的研究人员成功地让一种毫米机器人在狭窄的血管内实现导航行进。未来，这类机器人将有望用于清除人体血栓以及携带药物实现目标区域精准治疗。
1.宛如“毛毛虫”一样的前沿毫米级机器人，目前已能够在无线操作下进入人体狭窄的血管中自由行进。该技术有望帮助清除人体血栓，推动血管疾病的治疗。
2.毫米级机器人还有望用于携带药物前往某些需要高剂量治疗的区域，降低患者全身用药剂量，实现局部精准给药，降低治疗毒副作用。
近日，来自荷兰特温特大学和拉德堡德大学医学中心的研究人员，成功地让无线毫米机器人在狭窄的血管内实现导航行进，包括顺向和逆向动脉血流两个方向。研究人员将一种类似“毛毛虫”的螺旋形状机器人置于一个带有肾脏的离体主动脉中，并通过一种旋转磁铁来控制它们行动。研究人员计划未来进一步开发这项技术，以便能够清除人体血栓。
每年全球四分之一的人死于由血栓引起的疾病。血栓阻塞了血管，阻止血液向身体各处区域输送氧气。现在的外科医生可以使用很多手术工具来清除血栓，从而帮助血液再次顺利流动。
然而，由于人体的“地形复杂性”，某些区域使用现有工具难以触达到。在这样的背景下，毫米级的微型机器人应运而生，它们被设计成可以适用于各类地形，能进入血管清除血栓。
研究人员表示，这些毫米级机器人已经能够在人体血管中顺利行进。为了实现这一点，机器人需要有能量推进，以便在自由移动，并能够被精准定位和控制。此外，这类机器人需要具有“生物相容性”，进入血管后不会给人类带来额外的损伤。
在特温特大学技术医学中心，研究人员在一个真实的主动脉和肾脏上设置了他们的实验。“这需要一种跨学科的方法，以及许多不同部门的合作。我们的机器人实验室、生物界面实验室、血液实验室、设计实验室等多个部门一同帮助我们取得了这个成功的实验结果。”研究员伊斯兰·哈利勒解释道。
在实验中，研究人员使用旋转磁场对毫米级机器人进行无线操作。通过X光影像设备，他们能够在主动脉血管内引导毫米级机器人的运动并进行定位。
这种机器人就如同一叶小舟，在动脉血液“河流”中游走。目前，这个小舟已经能克服120毫升/分钟的血流，无论是顺流还是逆流，机器人都可以保持稳定的直线行进，而且还支持同时多个机器人的多线操作。研究人员认为，未来通过进一步增强磁场强度，机器人应该能克服更强的血流。
这些螺旋状的小机器人是由3D打印技术制造的，内部带有一个小型永磁体。只有1mm直径的微小磁体，就能让螺旋双向旋转，可逆流行进，还能转弯返回。研究人员表示，如此小的尺寸，可支持多线操作，而螺旋形状也能让机器人顺利突破血栓。
“这些毫米级机器人在血管外科手术中有着巨大的潜力，”拉德堡德大学的血管外科医生Michiel Warle表示。“机器人可以游到常规外科手术工具难以触及的动脉，用微小的切口即可进入。”
除了分解血栓，这项技术还有潜力用于其他针对性的治疗。比如将药物传递到身体中需要更高剂量治疗的复杂地形中。这样全身范围的给药剂量就可以减少，副作用自然也更低了。
https://medicalxpress.com/news/2023-12-miniature-marvels-wireless-millirobots-successfully.html
