中国科大研制远程可控的磁控微纳机器人用于靶向药物治疗

早在1959年，理论物理学家理查德·费曼就提出了微型机器人治病的前瞻性设想。如今，这一设想已然成为现实，我们称之为人造微纳机器人。这些微型装置受自然界微生物自由运动的启发，通过电场、磁场、光场等驱动方式，被广泛应用于无创手术、靶向药物运输和生物传感检测等领域。

在中国科学技术大学的微纳米工程实验室中，研究人员们正在利用调制结构光场技术，高效加工微纳机器人。这些微型机器人在细胞移植、靶向药物运输方面展现出巨大潜力。他们成功加工出空心管形和锥形螺旋结构，这些结构在装载货物和泳动性能上表现出色。

这一技术的核心在于利用特殊设计的光场全息图，通过空间光调制器面板调制出三维涡旋光场。相比于传统的激光直写加工，光场加工速度最快可提高600倍，大大提升了复杂三维结构的加工能力。

研究人员还利用锥形空心螺旋结构，加入磁性响应材料，通过调节磁场方向和梯度，实现微结构的精确导向和驱动。锥形螺旋结构相比传统直螺旋结构具有更快的前进速度，并能有效抑制横向漂移运动。

这些微型机器人在医疗领域的应用前景广阔。它们可以用于细胞移植、体内药物运输、无创手术等。例如，锥形空心螺旋结构可以用于神经干细胞的体外移植，而管状结构则可以用于装载运输抗癌药物，对癌细胞进行有效治疗。

这项研究得到了国家自然科学基金重大仪器、中国科学院和科技部重点研发计划的支持。相关成果发表在Advanced Materials和Advanced Functional Materials上，论文的第一作者为辛晨和杨亮博士，吴东教授和胡衍雷副教授为论文的共同通讯作者。论文链接已附在文中。

这项研究为人造微纳机器人在生物医疗领域的应用提供了新手段，展现出巨大的应用潜力。