用于妇科保健和生殖医学应用的微型机器人平台
医学微机器人在生殖医学中的应用
针对少精症：设计磁性微结构引导有活力的精子向卵子移动，减少氧化应激，降低DNA损伤和胚胎着床失败的风险。
针对弱精症：制造微机器人选择性捕获和运输无活力的精子细胞，如利用外部磁场控制螺旋载体将精子精确输送到卵子；还可将纳米或微粒直接附着在精子上，对有活力的精子可实现靶向药物输送和体外受精，对无活力的精子可通过外部振荡场诱导鞭毛样运动恢复活力。
胚胎着床相关应用：开发磁性微载体在生殖道内运输和输送胚胎，以提高着床率并降低多胎妊娠风险。同时探索使用可生物降解材料和配备传感器及驱动器的智能微导管，确保无残留材料在体内，避免潜在并发症。
生产方法：需要可规模化的生产方法，能够快速组装含治疗剂和/或生物细胞的合成组件或颗粒并保持其功能，如晶圆级微制造和细胞膜颗粒生物功能化协议等方法。 成像和控制：成像和控制系统要能安全穿透深层组织和器官，鉴于生殖系统对电离辐射敏感，超声和光声成像更安全且具有合适的时空分辨率，但存在穿透深度有限等问题。同时要实现单个微机器人在体内的实时跟踪，可利用纳米材料提高体内对比度和选择性，微机器人的驱动系统应适应人体尺度且无害，还可通过深度学习增强实时闭环控制微机器人轨迹。
生物相容性和可降解性：材料需具有生物相容性和/或可生物降解性，要在功能、稳定性、生物相容性、可降解性和机械强度之间达到平衡，避免免疫反应和材料残留。 结构设计：结构设计应优化，不仅要便于有效推进，还应具备多种功能，如作为智能支架、细胞转运器、诊断设备和微操作器等。
磁场和超声应用困难：磁场和超声虽可穿透生物组织且无害，但磁场在长距离上有明显衰减，临床应用需大型磁场发生器或永磁体，增加了系统集成难度；体内微机器人成像存在分辨率、实时成像能力和成本效益等局限。 技术改进方向：需增强超声成像的信息处理能力，采用创新的超声对比策略提高信噪比，并将其与控制系统信号集成，实现微机器人在体内的实时跟踪和稳健的闭环控制。
文章链接
https://doi.org/10.1038/s44287-024-00102-0
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