开创颅内肿瘤精准治疗新纪元

全球首个磁控血液凝胶纤维机械人

2025年5月14日

中大与深圳联合研究团队早前成功研发全球首个磁控血液凝胶纤维机械人,于颅内肿瘤治疗领域取得重要突破。

团队由中大机械与自动化工程学系张立教授、深圳大学化学与环境工程学院王奔副教授及中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)研究员徐天添博士组成,他们在SIAT–中大机器人与智能系统联合实验室研发是项机械人。

位于脑深部或邻近重要功能区的颅内肿瘤,长期以来是临床治疗上的重大难题。传统手术由于解剖路径复杂,往往伴随不可逆转的神经损伤风险;放射治疗则可能导致正常脑细胞坏死;而化疗受限于血脑屏障的低通透性,难以达到有效的药物浓度。因此,如何实现无创、精准和高效的颅内肿瘤治疗,仍然是医学界一项艰巨的挑战。

针对此技术难题,港深团队日前成功研发一种基于患者自身血液的磁控血液凝胶纤维机械人。机械人从患者血液中提取纤维蛋白作为原料,并以仿生凝胶化技术建构与脑内组织结构高度匹配的柔性机械人,有助显著降低免疫排斥的风险。结合X光成像技术,治疗过程可以即时追踪与精准定位。

另外,团队摒弃了传统的血管传送路径,突破性地选择脑脊液作为机械人运输的「天然航道」,结合特设的多模态磁控运动策略,使机械人能够在脑部结构中精准导航,直达肿瘤病灶。到达靶点后,机械人有效释放其携带的化疗药物,局部提升药物浓度,增强治疗效果并减少副作用,为颅内深部及邻近的肿瘤提供了一种无创、精准及高效的新治疗方案。

团队曾在猪只身上试用磁控血液凝胶纤维机械人作活体颅内肿瘤治疗。手术过程结合磁控单元与X光透视技术,有效将机械人传送患者颅内

张立教授表示:「这种创新的磁控血液凝胶纤维机械人系统,融合了生物材料与智能微型机械人等多学科前沿技术,充分体现了香港与深圳在生物材料、软体机械人及医学影像等领域的协同创新和资源分享优势,为颅内深部及邻近功能区肿瘤的医疗,以及精准及无创治疗开辟了全新路径。」

是项研究获香港研究资助局、裘槎基金会、国家自然科学基金、深圳市科技计划的资助,以及SIAT–中大机器人与智能系统联合实验室和创新香港研发平台医疗机械人创新技术中心的支持。

研究全文可参阅:https://www.nature.com/articles/s41551-025-01382-z

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