微型机器人或穿过血管直达心脏 加速药物递送

微型机器人概念图。（Shutterstock）

美国约翰霍普金斯大学的工程师研发出一种微型机器人，体积约与铅笔尖相当，未来有望穿过人体血管，将药物直接送到正在跳动的心脏感染部位，减少高风险开心手术的需求。这项技术未来也可能应用于癌症等疾病，让药物更精准地抵达病灶。

这项研究于9月28日发表在《先进材料技术》（Advanced Materials Technologies）期刊。

美国每年约有5万人罹患心内膜炎（endocarditis），即心脏内部组织感染。目前患者通常需要接受四至六周的静脉注射抗生素治疗，但药物经过血液循环后可能被稀释，难以在感染部位达到足够浓度。若提高剂量，又可能造成毒性；若药物治疗无效，患者则可能需要接受高风险的开心手术。

研究团队设计了两种以磁力驱动的毫米级机器人（millirobots），宽度约与铅笔尖相当，长度约与米粒相当。

第一种是针状模组（needle module），负责固定在心脏感染部位；第二种是药物模组（drug module），负责携带抗生素。两者抵达同一位置后，会通过磁力吸附，由药物模组缓慢释放抗生素。

针状模组可以留在原位，药物模组则能更换，让后续重复给药不必重新定位。

机器人利用人体外部的电磁线圈进行无线导引，不需要电池或马达。研究人员通过磁场控制其移动方向与位置，让机器人能在狭窄空间中前进，并将药物送往指定部位。

研究团队已在模拟心脏模型及猪心组织上进行测试。结果显示，机器人能在模拟血流的环境中移动，甚至可以逆着血流前进。不过，这项技术仍处于概念验证阶段，尚未证明能在人体内安全、有效地运作。

研究人员估计，未来若能成功应用，给药程序可能只需约10分钟；即使需要多轮给药，也可能在一小时左右完成。相较于目前长达四至六周的抗生素疗程，这项技术有望大幅缩短治疗时间，但目前仍属预期，尚未经人体试验证实。

研究团队也计划在更接近真实生理环境、能模拟心脏跳动与肌肉收缩的模型中进行测试。除了治疗心脏感染，这种微型机器人未来也可能用于将抗癌药物精准送达肿瘤等特定病灶。