英国曼彻斯特大学(The University of Manchester)的研究人员正在开发一种微型软体机器人,旨在将抗癌药物直接递送至肠道肿瘤部位。该项目获得了英国研究与创新署近100万英镑的资助,致力于提高结直肠癌治疗的精准度。
当前的药物递送方法在精准靶向肿瘤方面存在局限,常对健康组织产生副作用。新研究开发的软体机器人旨在实现仅在病灶部位释放药物,从而提高疗效并减少对身体的损伤。研究人员表示,这种机器人能够锚定在恶性组织内,以可控方式释放治疗药物,有望提高肿瘤部位的药物浓度,并降低脱靶毒性。
该项目还致力于解决医学领域的一个长期挑战:如何在高复杂度的环境(如胃肠道)中实现高精度导航。研究团队从蜗牛和蛞蝓的运动方式中汲取灵感,这类软体动物通过缓慢、可控的波状运动和粘性黏液实现移动,这种天然机制使其能够在不平坦和光滑的表面行进。通过复现这种运动模式,研究人员旨在构建能在人体内部精准移动的机器人。其设计核心在于由节律性运动驱动的黏液式移动,从而实现消化系统内的自主导航。
项目负责人莫斯塔法·纳巴维博士表示,这项研究将生物学、材料科学和机器人技术结合在一起,有望真正改变未来的癌症疗法。据介绍,这些软体机器人将采用基于肽类的生物纳米材料制成,可在分子水平上进行精确调控。此类材料被设计为能够响应磁场等外部触发信号,从而允许医生远程引导和控制机器人。
研究人员还将构建高分辨率数据集,捕捉蜗牛的运动方式,包括其肌肉驱动的波动模式以及与黏液的相互作用。这些测量数据将用于构建机器学习模型,以复现并优化机器人的运动能力。此外,研究团队正在开发一个数字孪生框架,在实际测试前模拟机器人与人体组织的交互过程,这一方法有望缩短开发周期并提高设计精度。
除了癌症治疗,该技术还可应用于其他领域,包括作为胶囊内窥镜的替代方案、受限空间内的工业检测以及环境监测等。研究人员表示,长期目标是创建一类能够在复杂和敏感环境中安全运行的新型软体机器人,其核心方向仍是提升医疗应用中的精度、控制力和适应性。
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