硅藻机器人挑战脑肿瘤“最难啃的骨头”

你见过用光就能杀死癌细胞的神奇机器吗?中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室和中国医科大学附属盛京医院的焦念东团队,把古老硅藻变成了精密的医用机器人,用一种出人意料的方式挑战脑肿瘤这个“最难啃的骨头”。 脑胶质母细胞瘤是恶性肿瘤中的大魔王,中位生存期只有15个月。哪怕做了手术、放疗和化疗,五年生存率也不到10%。它之所以这么难治,是因为大脑有一道血脑屏障,还会到处渗透。药物很难进去,就算进去了也没法精准定位,反而会伤到旁边的好脑子。 硅藻是地球上活了两亿多年的单细胞藻类。科学家看中了它的二氧化硅外壳,结构特别精密,布满纳米级的孔隙。沈阳自动化所的做法很不一样:他们没把硅藻壳当载体装药,而是留下了里面的叶绿素,把它变成光敏剂。 传统的纳米药递送系统需要给载体做很多化学修饰,再装外源性的药,容易在路途中漏药伤人。硅藻机器人却自带“武器”,到了目标位置用激光激活叶绿素,靠光动力效应直接杀敌。这让焦念东研究员很有信心:“不用外来药就能减少泄漏风险。” 光有材料还不够。这些微米级的机器人怎么在复杂的脑组织里找路?团队用AI算法给它们装上了“眼睛”。在磁场的指挥下,它们能主动沿着预设路线穿越组织间隙去寻靶。 动物实验结果不错:激光激活后,肿瘤细胞存活率降到了19.5%,动物身体也没啥大反应。这说明光动力治疗有效了,硅藻这种天然材料也很安全。这项成果已经发表在《生物设计与制造》上。 这种整合了生物结构和光动力的新思路很特别。从现在到真正用在人身上还有很长的路要走:怎么在活体人脑里导航?怎么穿透颅骨照到病灶?怎么建立评价体系?焦念东说他们打算把这种技术和手术导航系统、远程递送技术结合起来。 对于全球每年几十万的脑胶质母细胞瘤患者来说,任何能提高精准度、减少副作用的技术进步都是好消息。这粒来自古老生物的微小机器人或许就是未来手术辅助系统的一部分。