美国卡内基梅隆大学研发肺细胞微型生物机器人AggreBots,开启体内精准治疗新可能

🤖 由 文心大模型 生成的文章摘要

美国卡内基梅隆大学的研究团队在生物机器人领域取得重大突破——他们成功开发出一种以人类肺细胞为核心材料的微型生物机器人,并将其命名为“AggreBots”。这款机器人凭借纤毛驱动的独特运动方式与模块化组装的创新设计,为人体复杂环境下的精准医疗任务开辟了全新路径,未来有望成为药物输送、病灶修复等治疗场景的“微型执行者”,相关研究成果已引发全球生物医学与机器人领域的高度关注。​

AggreBots的核心创新点之一,在于其“源于人体、用于人体”的材料选择。研究团队摒弃了传统微型机器人常用的金属、塑料等人工材质,转而采用人类肺上皮细胞作为主要构建单元——这类细胞天然具备表面纤毛结构,而正是这些微米级的“毛发”,成为了机器人自主运动的“天然引擎”。​

在实验室环境中,研究人员通过特殊的细胞培养与诱导技术,让肺细胞保持活性的同时,维持纤毛的节律性摆动能力。当这些细胞被组装成特定结构后,纤毛的同步摆动可产生微弱但持续的推进力,推动AggreBots在液体环境中自主移动——这一特性完美适配人体内部的体液环境,无论是血液、淋巴液还是组织间隙液,都可能成为其“行进通道”。更重要的是,由于核心材料来自人体自身细胞,AggreBots能最大程度降低人体免疫系统的排斥反应,解决了传统人工微型机器人在体内应用时“排异风险高、生物相容性差”的关键难题。​

除了生物材料的突破,AggreBots的模块化组装策略同样颠覆了传统微型机器人的设计思路。研究团队将机器人的功能拆解为多个独立的“模块单元”,每个单元承担不同任务——例如,“运动模块”由带纤毛的肺细胞构成,负责提供移动动力;“负载模块”可搭载药物、基因片段或微型传感器;“靶向模块”则通过修饰细胞表面的特异性受体,实现对病灶区域的精准定位。​

这种“搭积木”式的组装方式,让AggreBots具备了极强的灵活性与可定制性。在面对不同疾病时,研究人员无需重新设计整个机器人,只需根据治疗需求选择合适的模块进行组合即可。例如,针对肺癌治疗,可将“靶向模块(识别肺癌细胞表面抗原)+运动模块+负载模块(搭载化疗药物)”组合,让机器人自主抵达肺部病灶,精准释放药物,减少对正常细胞的损伤;而针对体内炎症监测,则可组合“运动模块+负载模块(搭载炎症因子传感器)”,实时收集病灶区域的生化信息,为诊疗提供数据支持。​

研究团队负责人在接受采访时表示,模块化设计不仅降低了研发成本与周期,还为未来的“多任务协同治疗”奠定了基础——理论上,多个不同功能的AggreBots模块可在体内协同工作,例如一部分模块负责清除病灶,另一部分模块负责修复受损组织,形成“诊疗一体化”的微型医疗系统。

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