加州理工学院与南加州大学的研究团队近日开发出一种新型微型机器人，通过将设计简化为气泡形态，解决了传统微型机器人在药物递送中面临的制造复杂、成本高和控制难等问题。

这种酶驱动微泡机器人由蛋白质外壳构成，具有良好的生物相容性，已广泛应用于医学成像领域。利用超声波搅拌技术，研究人员可快速、低成本地生产数千个相同的微泡。

加州理工学院医学工程学教授高伟表示：“我们思考能否将气泡本身直接制作为机器人。气泡易于制造，生物相容性良好，并且可通过超声波实现即时爆破。”

通过化学修饰蛋白质外壳表面的胺基团，研究人员能够附着酶、药物和纳米颗粒，使微泡具备移动、环境感知和治疗功能。运动机制依赖于表面附着的脲酶，该酶与体内尿素反应产生化学副产物，形成推力推动机器人前进。

团队开发了两种版本的微泡机器人：一种包含磁性纳米颗粒，可通过外部磁铁引导并利用超声成像追踪；另一种添加过氧化氢酶，能够自主感知肿瘤和炎症组织中浓度较高的过氧化氢，实现趋化性肿瘤靶向。

高伟指出：“在这种情况下，无需任何成像或外部控制。机器人足够智能，能够自主找到肿瘤。”

当微泡机器人抵达肿瘤部位后，研究人员使用聚焦超声波将其爆破，瞬间释放药物载荷。这种机制不仅提高了药物释放效率，还通过机械作用增强了药物向肿瘤组织的渗透能力。

在膀胱癌小鼠实验中，该方法在21天内使肿瘤重量减少约60%，效果优于单纯药物治疗。主要作者唐松松表示：“这个气泡机器人平台虽然结构简单，但整合了治疗所需的关键要素：生物相容性、可控运动、成像引导以及按需触发的药物渗透增强机制。”

该研究成果已发表于《自然·纳米技术》期刊，为精准药物递送提供了新的技术思路。