自然界有很多微纳的东西可以随意漫游，比如分子马达，生物马达，细菌。精子等等。，可以借助挥杆过程中产生的非对称区域流场前进。基于这一原理，研究人员设计了一系列游泳微纳。机器人并将其引入生物医学研究领域。
多种微纳米药物载体机器人随着自推进运动，通过多重生物屏障的阻隔，它将药物送到眼球底部或脑组织深处，解决青光眼、癫痫、胶质母细胞瘤、中风偏瘫等医学难题。随着研究的深入，哈尔滨工业大学微纳技术研究中心的研究人员正在一步步将这些看似科幻的场景变成现实。
4月19日记者从哈尔滨工业该校(以下简称哈工大)获悉，该校微纳技术研究中心贺强、吴教授完成的研究论文《双应答生物杂交中性粒细胞》机器人用于主动靶向给药，最近在国际《科学》上机器人该杂志在网上出版。在此之前，课题组自主研发了一系列游泳微纳。机器人科研项目成果也在20多种国际期刊上发表，如《德国应用化学》、《先进功能材料》、《麻省理工科技评论》、《美国化学学会杂志》等。，最高影响因子为27.4，为中国科学家在国内外使用纳米技术奠定了基础。机器人研究领域的领先地位。
建造药物主动运输渠道已成为行业热点。
据报道，常规的药物递送，如注射、药物、输液等。，取决于药物血液中分子或载体的扩散导致低输送效率。一些学者对过去30年感兴趣。药物对投递进行了统计，发现采用的是传统的投递方式。药物大约12个小时后，他们到达了目标地点。药物不到1%。这意味着绝大多数药物它在路上丢失了。因此，建立一个新的类型药物主动传输通道已经成为业界的研究热点。
1966年，一部名为《奇幻之旅》的外国电影描述了一位身患重病的医学博士。为了生存，他不得不做出一个冒险的决定——将他的五个同事缩小到纳米尺度，并注入他自己的体内。体内让他们直接“游”到病变区域给他治疗。受这个虚幻故事的启发，研究人员一直梦想创造一种可以自主游泳的纳米。机器人，放药物装载机器人在身体上，让机器人宰仁体内展开“自由式”，最后直奔病灶发挥药效。
追溯历史，诺贝尔奖获得者、理论物理学家理查德·费曼(richard feynman)首先提出了微纳机器的设想。1959年，他构想通过原子或分子构建微纳米尺度的微纳机器。费恩曼在一次题为“物质的底部有很大的空间”的演讲中描述，未来人类有可能建造一个分子大小的微型机器，它可以使用分子甚至单个原子作为构建组件，在非常小的空间内构建物质。这无疑是化学家和生物学家想要达到的理想彼岸。
可喜的是，从2004年开始，行业内出现了各种化学和外部物理场(如光电磁热)驱动的游动微纳。机器人，这些机器人能在水中高效游泳。但是人们体内环境很复杂，特别是体内有很多生物屏障，比如血脑屏障、血眼屏障等。这些生物屏障不仅能保护人体免受外来细菌和病毒的入侵，还能阻碍它们。机器人精确输送到患者区域药物。
原子组装的“游泳者”可以愚弄免疫系统。
中国微纳技术学会微纳致动器与微系统分会主任、哈尔滨工业大学博士生导师吴教授说，早期游泳微纳机器人基本上都是由MEMS等元件组成，本身材料主要是金属、金属氧化物、人造聚合物。这样的微纳机器人进入体内之后开始不能降解，所以很危险；其次，这些金属和金属聚合物对人体来说是外源性物质，生物相容性差。体内会引发免疫系统的“警报”，然后被免疫细胞围攻，这样“还没等他征服，他就死了”可能还没到达病灶就已经被人体免疫系统“掐死”了。为此，吴的团队首次开动脑筋，制造出微纳。机器人伪装成自然细胞，愚弄免疫系统。
此外，“研发微纳米尺寸。机器人首先要解决的是驱动问题，但是很多宏观世界的驱动方式在微观世界很难实现。”吴对说，“如果人躺在装满水的浴缸里，他们就能浮起来。但如果把人浓缩到纳米尺度，水感觉就像很浓的糖浆，让人无法动弹。"
科学家发现自然界中有很多微纳米尺度的东西可以随意漫游，比如分子马达、生物马达、细菌等。精子等等。，可以借助挥杆过程中产生的非对称区域流场前进。基于这一原理，研究人员设计了一系列游泳微纳。机器人并将其引入生物医学研究领域。早在2010年，贺强就在哈工大建立了国内首个游泳nano。机器人的团队，在他的组织下，吴和他的同事们首次利用化学方法将原子组装成微纳结构，并成功地在化学场或外界光、磁场下进行可控游动，甚至直接导向靶细胞。
临床转化的应用取决于两个重要环节。
“然而，这些微纳米机器人未来要想将其转化为临床应用，有两个重要环节是不可回避的。”吴对解释说，首先，微纳机器人必须能够在复杂的人类环境中移动。“一是能主动破细胞膜，二是能在血液中运行，三是能在眼内玻璃体、胃肠粘液等生物体液中运动。”逆流游泳时，流速对微纳影响很大。机器人有更大的影响。研究小组发现，自然界的流体环境中生活着许多动物和微生物。为了更好地适应流动的环境，这些生物往往会选择靠近地下室的地方活动。受此启发，何强团队研发了两种可沿基底移动的游动微纳。机器人, 并且尺寸小于生物水凝胶的孔径。机器人后者可以在眼睛的玻璃体内自由穿梭，其运动方向的精度在9平方毫米以内，达到了目前眼科的常规。药物载体达不到的水平。
其次是游泳微纳。机器人的成像和控制问题。吴对解释道:“纳米。机器人其体积小，分辨率远低于常规成像，与生物组织的对比度不足。为此，研究小组通过了一揽子计划。机器人增加其外观尺寸；同时，借助于动作分离法，微纳米完全可以从游泳中提取和控制。机器人动作行为，将其与生物组织区分开来，最终完成微纳的流动。机器人游动微纳的实时成像和精确操纵。机器人在生物医学领域的应用打下了坚实的基础。
重要成果中，贺强团队首次研发出紫杉醇等有效稳定的抗癌药物。药物关于机器人，依靠自主研发的控制系统，突破血脑屏障和血肿屏障，将药物送入脑部病灶深处，紫杉醇的浓度和靶向效率显著增强，从内部瓦解了胶质瘤这个顽固的“堡垒”。吴参与国际合作项目“一组光滑微螺旋”机器人通过眼睛的玻璃体”，由纳米3D打印技术制成。机器人“小蝌蚪”成功“游”进了实验动物的眼球，不到30分钟，它已经“上岸”到了视网膜上，比同类大小的要大得多。药物粒子通过眼睛的速度快了10倍，这为治疗青光眼开辟了新的途径， 未来的黄斑水肿和白内障。《科学》《自然》等众多著名学术期刊纷纷报道其研究进展，并给予高度评价。
展望未来，纳米级技术不再只是好莱坞大片中超级英雄所拥有的炫酷技术，它将成为人类生活的一部分。美国未来学家、谷歌工程总监雷·库兹韦尔(Ray kurzweil)预言:在未来，医疗纳米机器人有望将人脑与云脑(云计算系统)连接起来，从而提高人类智力，延长人类寿命。2030年，游泳纳米机器人会定居在人们身上。体内血液在人体各处循环，为精准医疗奠定了基础。
“前景一片光明，未来可期！”贺强坦言，未来的探索之路还很艰难，很漫长。毕竟，生物医学设备或药物需要长时间的多阶段临床实验和观察才能开花结果。