硅藻微型机器人可治疗膀胱癌爱丁堡大学与厦门大学首创“免切”癌症治疗

来自爱丁堡大学和中国厦门大学的研究小组开发了一种由天然微藻制成的生物混合磁性微型机器人。 Mirage News 于 2026 年 6 月 22 日报道。

该微型机器人配备了抗癌药物阿霉素,利用外部磁场将其引导至膀胱中的肿瘤。通过实时超声图像控制蜂群的运动,并在运输和释放模式之间切换。在对患有膀胱肿瘤的小鼠进行的实验中,与标准治疗相比,该药物的渗透率提高了 10 倍以上。治疗1周后,肿瘤负荷降低至常规治疗组的3%以下。对小鼠的治疗大约需要 30 分钟。

膀胱癌是世界上十大最常见癌症之一。该研究发表在《自然纳米技术》杂志上。共同主要作者之一是爱丁堡大学的周琪博士,通讯作者之一是厦门大学的颜晓辉教授。

从: 藻类微型机器人瞄准膀胱癌海市蜃楼新闻

【编辑部评论】

这则新闻的核心不仅仅是“小机器人送药”的科幻画面。生物智能和人工智能的融合,人类利用机器智能来操纵大自然通过进化形成的称为“藻壳”的结构。它位于

首先,让我们重新定义藻类的基本概念。根据该论文,使用的物种是 Coscinodiscus granii,一种硅藻。硅藻具有玻璃状(二氧化硅)外壳,表面有无数规则的纳米尺寸孔。研究小组将这种天然纳米多孔结构重新用作“药物容器”。研究人员解释说,这些藻类在自然界中含量丰富、成本低廉且易于扩展。

其次,该技术与传统方法的关键区别在于递送方法。在膀胱癌的药物注射治疗中,唯一的选择基本上是等待药物渗透到组织中。相比之下,我们的方法使用外部磁场来旋转机器人。旋转产生的水流(对流)主动将药物推入组织中。。与其说是用水淹没整个田地,不如说是对特定区域进行灌溉。

此外,机器人不会物理穿透或损坏组织。由于药物是通过非接触水流渗透的,因此论文中的动物实验中没有观察到对尿路上皮结构的损害。这临床前阶段所展现的“微创性”极大提升了该技术的价值。

数值结果也是具体的。在小鼠实验中,该药物的渗透力比标准疗法高出10倍以上,治疗一周后,肿瘤负荷降低至常规治疗组的3%以下。进一步阅读论文发现,在30分钟的治疗中,递送到肿瘤部位的药物量增加了1,083.6%(约11.8倍),治疗效果是常规药物的40倍以上。

如果这项技术成为现实,将会发生什么变化?研究小组指出,它可能作为手术风险高的人的保守治疗选择,例如严重糖尿病患者或免疫功能低下的患者。“无需切割、短时间内达到靶向效果”的方向有可能减轻接受治疗者的身心负担。

此外,不可忽视的是,这项研究控制的是“群体”。它不是单个机器人,而是使用实时超声图像和深度学习自主操纵一组机器人。这种合作控制就像一群鱼或鸟。所谓“物理人工智能”的医学应用示例,即在物理世界中随身体移动的人工智能(“物理人工智能”是本文定义的,并不是论文本身的术语)。

另一方面,不要有过高的期望是。目前这是一项使用小鼠和大鼠的临床前研究,尚未证实对人类的有效性和安全性。研究人员本人谨慎表示,他们将在进一步的临床前测试和监管审查后推进临床试验。重要的是不要仅仅看头条新闻就得出它很快就会投入实际使用的结论。

让我们保持冷静并关注潜在的问题。可能的问题包括机器人留在体内的可靠回收、磁性材料(氧化铁)和涂层材料的长期安全性以及生物材料的统一量产的难度。这些风险在本文中并未以相同的形式列出,并在本文中进行总结,但在实际应用中它们是不可避免的问题。而且,这种集药物、器械和控制软件于一体的技术很难融入现有的审查类别,监管的本质可能成为新的争论点。

从长远来看,这项研究的范围超出了膀胱。该论文还提到了应用于其他具有“体内腔和腔”的器官的可能性,例如腹腔和子宫。相同的“携带、瞄准、释放”框架可能适用于易于进入的内部空间。膀胱癌是第一个展示的阶段。

innovaTopia 现在选择报道这项研究的原因是因为它不仅仅是一份关于新癌症治疗方法的报告。将磁场控制和机器智能叠加在自然界在进化过程中设计的微观结构上。——人类破译自然的“作品”并将其重新编织成新的医疗保健的工作在这里肯定还活着并且很好。

【术语解释】

生物混合磁性微型机器人
一种将天然生物材料(在本例中为硅藻壳)与磁性物质和药物等人造元素相结合的微型机器人。该设计利用自然结构,而不是从头开始人工创建,研究人员表示,它成本低廉,适合缩放。

阿霉素 (DOX)
自古以来就被广泛应用的代表性抗癌药物之一。在这项研究中,它被用作“货物(药品)”装载到机器人上。

药物注射治疗(膀胱内注射)
膀胱癌的标准治疗方法包括通过导管将药物直接注入膀胱。虽然这可以抑制对全身的影响,但存在药物难以深入肿瘤组织的问题。

尿道上皮
排列在膀胱内部的一层细胞。这是阻止药物到达肿瘤的“墙”之一,但有报道称,这种方法在动物实验中能够穿透这层而不破坏这层。

[参考链接]

爱丁堡大学(外部)
本研究的联合执行机构。它是英格兰和苏格兰的一所著名大学,成立于 1583 年,共同主要作者之一的 Chee Chow 博士隶属于该大学。

厦门大学(Xiamen University)(外部)
本研究的另一个联合执行机构。这是中国福建省的一所综合性大学,通讯作者严晓辉(在演讲中介绍为教授)就属于该大学。

自然纳米技术(外部)
发表这项研究的纳米技术领域的国际学术期刊。它是由 Springer Nature 出版的同行评审期刊。

[参考文章]

用于腔内化疗的机器智能多模态算法机器人(Nature Nanotechnology)(外部)
经过同行评审的论文以获取主要信息。我们报告说,硅藻机器人将药物渗透提高了 10 倍以上,并将肿瘤负荷降低至常规治疗组的 3% 以下。

藻类微型机器人瞄准膀胱癌(phys.org)(外部)
基于新闻稿的科学新闻。整理磁场感应和超声波控制的机理及主要数值(穿透10次以上)。

基于藻类的微型机器人可以改善膀胱癌的治疗(新闻-医疗)(外部)
医学媒体报道。他报告说,对小鼠的治疗在大约 30 分钟内完成,抑制了副作用并将药物输送到整个肿瘤。

藻类微型机器人瞄准膀胱癌(EurekAlert!)(外部)
来自美国科学促进会 (AAAS) 运营的研究演示文稿分发网站的原始公告。研究者陈述全文、论文DOI等来源信息清晰,适合确认。

用于放射性核素膀胱癌治疗的脲酶驱动的纳米机器人(Nature Nanotechnology,2024)(外部)
先前的研究用于理解上下文。 2024 年的一篇论文报告称,使用 PET 时,尿素驱动的纳米机器人的肿瘤积累增加了八倍。

2022年全球癌症统计数据:GLOBOCAN估计(CA: A Cancer Journal for Clinicians)(外部)
全球癌症统计数据的标准来源。显示膀胱癌是全球第九大最常诊断的癌症。

周奇(爱丁堡大学官方简介)(外部)
官方页面,您可以在其中查看联合主要作者之一周驰博士的隶属关系和头衔(生物医学信息学讲师)。

硅藻(大英百科全书)(外部)
解释硅藻形态、硅质壳及其规则孔状结构的百科全书条目。做出此引用是为了加强正文中的描述。

[相关文章]

巴塞尔大学的纳米机器人利用 DNA 自组装 | 72小时内癌细胞存活率降至16%
使用可以通过磁性收集和重复使用的模块化纳米机器人进行癌症目标研究。该主题与本文接近同一时间,培养皿和生物体之间的对比读起来很有趣。

麻省理工学院开发了微型“Magnobot”,只需摆动一次磁铁即可移动 - 还考虑通过活检将药物输送到体内
利用磁驱动进行体内药物输送的研究。这是与本文中“用磁场操纵机器人”的想法直接相关的谱系。

宾夕法尼亚州立大学开发纳米机器人化学追踪系统,为癌症治疗创新铺平道路
设计理念将角色分为标记肿瘤的组和递送药物的组。癌症靶标的共性加强了对本文的理解。

通过声音通信形成群体和自我修复的微型机器人研究发表在《物理评论》上
研究涉及大量微型机器人的“群体控制”。这是一本与本文的物理人工智能讨论点直接相关的书。

[编者后记]

将磁场和机器智能分层在大自然创造的微观外壳上——当我跟踪这项研究时,我觉得我们面临的不仅仅是“如何让医学发挥作用”的问题。这也是一个关于人类如何解释自然在很长一段时间内创造的东西以及我们如何共同努力的问题。

距离实际应用还有很长的路要走,还有一些问题需要验证。尽管如此,这些默默努力的积累终有一天会带来医疗保健,从而减轻某人的负担。我想继续仔细观察这个过程并向大家介绍一下。