精準絞殺腫瘤！中國團隊Science子刊新作，可編程操控，自我消亡

剛剛，中國團隊一項重磅研究登上國際頂級期刊《Science Advances》。

這次，他們造出了一種可編程"活體"凝膠機器人，形態有些像科幻電影《異星覺醒》里的外星生物"卡爾文"。

水凝膠機器人模擬人類行走，其柔性形態與科幻外星生物有異曲同工

不過它的使命不是毀滅，而是治愈。

香港城市大學、德國馬普智能系統研究所、北京理工大學及多倫多大學組成的聯合團隊，成功研制出這種具備多模態運動能力的超軟水凝膠免疫機器人（HIM）（Hydrogel Immune Millirobot）。文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw9133

它能潛入人體內行走、翻滾、爬行、拍打，精準絞殺腫瘤，完成任務后還能自動溶解消失

其通過獨特的結構設計與智能驅動機制，為細胞免疫治療中的靶向遞送問題帶來了突破性解決方案！

▍像"卡爾文"一樣柔軟，卻是人類的守護者

這個水凝膠機器人靜靜躺在培養皿中時，看起來就是一小塊半透明的凝膠。

但一旦置于磁場之下，它便"活"了過來。

整個機器人由超軟水凝膠構成，楊氏模量僅為808.5 Pa，沒有堅硬的骨骼和關節，它能像"卡爾文"一樣，進行大幅度的柔性形變和蠕動。

研究團隊為它設計了四種運動步態：行走、翻滾、爬行、波動，足以應對人體內從寬闊腔道到毫米級縫隙的各種復雜地形。

HIM 的多運動模態

論文第一作者、香港城市大學鄭志強解釋道："你可以把它想象成一個被完全編程控制的、有益版的‘卡爾文’。它的所有行為，無論是運動、抓取還是最終解體，都響應于我們預設的物理或化學信號。它是醫生手中一把柔軟的、可遠程操控的智能手術刀。"

這種設計帶來的最大優勢是空間精準性和局部富集能力

傳統藥物遞送方式如靜脈注射，往往面臨靶向性不足、全身分布廣泛、局部有效濃度低以及潛在脫靶毒性等挑戰。而HIM能夠跨越漫長的生物路徑，將治療載荷直接遞送至傳統藥物難以觸及的病灶核心。

憑借其多模態運動能力，HIM能夠主動穿越胃腸道復雜的褶皺、黏液層、甚至組織間隙，抵達常規口服或灌注藥物分布不佳的生理"死角"

更關鍵的是，它還具備卓越的生物相容性

對于活細胞這類"脆弱"的治療制劑，HIM提供了一種前所未有的溫和、支持性遞送方案。其模塊化設計將敏感的免疫細胞與驅動模塊物理分離，避免了磁性驅動等物理過程對細胞活性的潛在影響。

水凝膠基質為細胞提供了一個三維的、類組織的微環境，在運輸過程中更好地維持細胞活力與功能。在模擬胃腸道動態流體環境的實驗中，HIM展現出強大的黏膜粘附能力，能抵抗生理流體的沖刷，確保其攜帶的細胞有足夠時間遷移并發揮作用。

HIM的優越環境適應性和避障能力

▍"擁抱式"獵殺腫瘤，完成任務后自我消亡

HIM的攻擊模式帶著一種柔性的致命美感。

當它通過磁場導航抵達腫瘤區域后，會感知到微環境的pH變化，隨即像"卡爾文"捕捉獵物那樣，用整個身體將腫瘤球體緊緊包裹、擁抱住

這種"零距離"接觸，使其攜帶的NK免疫細胞能最大化地發揮作用。一旦抵達目標部位，HIM能通過環境響應形變，緊密貼合甚至包裹病灶，形成一個臨時的"局部藥物工廠"

這能將高濃度的免疫細胞或藥物持續作用于目標區域，極大提高了治療效率，同時避免了全身給藥帶來的毒副作用。研究表明，其局部細胞密度可建立有效的殺傷比例，解決了免疫細胞浸潤不足的核心難題。

體外實驗證實，在短短四天內，被它"擁抱"的3D腫瘤模型便被免疫細胞清除殆盡。

而它與科幻怪物最根本的區別在于它的利他性與短暫屬性

HIM平臺實現了從"遞送"到"執行"再到"清除"的全流程智能化管理。機器人的行為（如運動、抓取、釋放）可由外部磁場或內部生物信號（如pH、離子濃度）精確觸發，實現了“在正確的地點做正確的事”。

完成任務后，在鈉離子溶液的觸發下，它會自動溶解，如水滴融入大海，被人體自然代謝，不留一絲痕跡。這種"功成身退"的特性，徹底避免了傳統植入式醫療器械需二次手術取出的風險與成本。

智能化免疫治療方案

▍動物實驗驗證，未來瞄準臨床

在肝癌小鼠模型實驗中，裝載了免疫細胞的HIM機器人展現了強大的治療潛力。15天后治療組小鼠的腫瘤生長被顯著抑制，效果遠優于對照組。

盡管前景廣闊，HIM從實驗室走向臨床仍需跨越幾大關鍵門檻

未來需融合更先進的實時成像技術（如磁粒子成像）與閉環控制算法，以在深邃的活體內實現亞毫米級的實時追蹤與操控。呼吸、心跳、胃腸蠕動等帶來的干擾是巨大挑戰。

開發能主動適應并補償這些生理運動的智能機器人及控制系統是下一步研究的重點。推動從單個機器人操控向少量或集群協同作業發展，并建立符合臨床藥品生產質量管理規范的標準制備流程，是實現產業化的必由之路。

HIM的設計理念使其不局限于單一的細胞遞送，而是一個可適配多種治療場景的通用技術平臺

其核心"細胞艙"可靈活裝載不同類型的治療制劑，如干細胞（用于組織再生）、工程化細菌（用于調節菌群）、高濃度蛋白藥物或mRNA（用于基因治療）。

通過集成微型傳感器，未來版本的HIM或能實時監測局部生物標志物（如腫瘤特異性抗原、炎癥因子），并據此動態調整治療策略，實現真正的"診療一體化"

該制造策略允許將機器人尺寸從毫米級縮放至數百微米級，使其應用場景可從胃腸道、泌尿系統等腔道，拓展至更細微的血管網絡或組織間隙。

靶向治療效果評估

論文通訊作者之一、香港城市大學董立新教授表示："我們正在創造的，不是怪物，而是衛士。這項技術的目標是深入以往手術刀和藥物難以企及的病灶深處，為癌癥治療提供一種全新的、高度精準的介入方式。"

這款超軟水凝膠免疫機器人所帶來的，遠不止于一項新的技術展示。它代表了一種全新的治療范式：一個能夠自主導航、智能響應、并在完成任務后自動消失的"瞬時醫療機器人"。

它有望將細胞療法從目前的"系統性大水漫灌"轉變為"局部精準滴灌"，極大地提升其在實體瘤治療等領域的效力與安全性。

隨著相關技術的持續突破，這一平臺有望在不久的將來，為癌癥、組織損傷、代謝性疾病等多種重大疾病的治療，開啟一扇全新的大門

從令人恐懼的科幻形象中汲取靈感，最終鑄成守護人類健康的盾牌——這或許是科學帶給我們的，最迷人的反差與希望。