根据在2026年消化疾病周(DDW 2026)上公布的一项研究，一群微小的、能改变形状的全金属机器人未来或许能够无痛递送药物并采集活检样本，然后安全溶解而无需取出。
该研究的共同主要作者、约翰霍普金斯大学医学院胃肠病学和肝病学讲师Ling Li博士表示，这些首创的微型机器人在小鼠测试中兼具耐用性和安全性。
"现有的可生物降解微型机器人由聚合物或水凝胶等可降解材料制成，但它们缺乏强度和刚性，无法像我们的全金属微型机器人那样穿透和切割组织，同时在完成工作后不留痕迹，"李博士说。
使用微型机器人未来可能通过简单吞服胶囊来替代某些传统、不适且侵入性的内窥镜检查程序。成千上万的设备可以封装在一个胶囊中进入人体，就像微型变形金刚一样，这些预先编程的微型机器人在到达目的地后改变形状，形成微小的抓取器，以采集传统方法难以到达区域的组织样本。
它们还可以转变为微型注射器来递送药物，作为注射或静脉输液的替代方案，用于递送抗肿瘤坏死因子(TNF)药物和胰高血糖素样肽-1(GLP-1)等生物制剂。
通过将这些微型机器人注射到胃肠道的粘膜下层，并针对体内特定位置而非广泛分布药物，这种方法可以改善药物吸收效果。它还可以消除频繁注射或为治疗炎症性肠病、出血和癌症等胃肠道疾病而需要频繁就诊的需求。
通过改变金属层的厚度，研究团队可以控制层间的张力以及它们如何折叠形成二维和三维形状。
负责设计和制造这些微型机器人的约翰霍普金斯大学怀廷工程学院博士生、该研究的共同主要作者Wangqu Liu表示："金属层厚度的变化和其他材料的使用决定了金属在开始生物降解前能维持多长时间。我们可以根据应用需求控制降解速率，从几分钟到几个月不等。"
研究人员展示了他们的微型机器人穿透小鼠胃肠道中肠内壁进行潜在药物递送的能力。他们还展示了这些设备能够按照编程变形，并将其尖端插入肠表面下方的组织层，而不会造成穿孔或其他损伤。
研究团队开发了一种新型无液体制造工艺，使他们能够制造出由水溶性金属和金属氧化物组成的新一代更强微型机器人，这些材料赋予了它们可生物降解的特性。该工艺仅使用极少量的金属。
"通常只需要几微克，而且设计上确保在既定的安全限度内，"Liu说。
李博士表示："我们认为这些全金属、可生物降解的设备是实现医疗微型机器人全部潜力的重要进步。我们不必在强度和安全性之间做出选择。两者兼得是可能的。"
研究人员感谢约翰霍普金斯大学怀廷工程学院的Gracias实验室在微型机器人设计和制造方面的贡献，以及约翰霍普金斯医学院胃肠病学和肝病学部的Selaru实验室在动物测试和临床应用方面的支持。
更多信息：
摘要Tu2176：用于胃肠道系统安全活检或药物递送的可生物降解形状变形微型机器人
关键医学概念：
胰高血糖素样肽-1受体激动剂[EPC]、肿瘤坏死因子抑制剂、炎症性肠病
临床类别：
胃肠病学、临床药理学
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