近日，发表于国际顶刊《Science Advances》的一项研究，给出了令人振奋的答案：来自香港城市大学、北京理工大学等机构的团队，研发出一款超软水凝胶免疫毫米机器人（HIM） 。它形似海星，能像 “微型战士” 一样携带免疫细胞，穿越人体复杂生理环境，精准抵达肿瘤部位完成杀伤任务，为免疫治疗打开了全新想象空间。
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一、仿生设计：海星灵感 + 模块化结构，兼顾 “战斗力” 与 “安全性”
要在人体内部完成 “运输 + 作战” 任务，机器人的设计必须同时满足 “灵活运动”“安全承载”“生物兼容” 三大核心需求。研究团队从海星的形态与功能中汲取灵感，打造了独特的模块化结构：
核心区域：免疫细胞的 “安全舱”机器人中央的水凝胶模块专门用于负载免疫细胞（如 NK92-MI 自然杀伤细胞），为细胞提供温和的生存环境，避免其在运输过程中失活。实验证实，即使经过复杂运动，负载的免疫细胞仍能保持高活性。
腿部结构：运动与操控的 “动力源”机器人的四条 “腿” 中嵌入了 FePt 磁性纳米颗粒（MNPs），通过外部磁场调控即可驱动机器人运动。这种 “运动模块” 与 “细胞模块” 分离的设计，既保证了运动灵活性，又避免了磁性材料对免疫细胞的损伤。
更令人惊叹的是它的超软特性：通过模块化电沉积技术制备的水凝胶，Young's 模量仅约 808.5 Pa（远低于人体组织硬度），柔软到可通过 1mm 直径的针头注射，植入后能紧密贴合肿瘤表面的不规则形态，最大化免疫细胞与癌细胞的接触面积 —— 这是传统刚性载体完全无法实现的优势。
二、超强机动性：四种运动模式，轻松穿越人体 “生物迷宫”
人体内部环境复杂多变：从狭窄的血管、肠道褶皱，到粘稠的体液、起伏的组织表面，对机器人的运动能力提出了极高要求。这款 HIM 机器人搭载了四种精准可控的运动模式，通过调节外部磁场即可灵活切换，应对不同生理场景：
在实际测试中，HIM 的 “越野能力” 令人惊艳：
能以步行模式轻松翻越 30° 的组织斜坡；
用翻滚模式爬上 3mm 高的 “台阶”（模拟组织凸起）；
以波动和爬行模式穿过 0.8-2mm 的狭窄通道（接近毛细血管直径）；
甚至能自适应内径从 8mm 缩小到 2mm 的 “变窄隧道”，展现出超强的变形能力。
更关键的是，它能在模拟人体胃液粘度（5 mPa・s）的环境中保持稳定运动，还能在持续生理流动和机械扰动下，在猪肠道黏膜上稳定粘附 72 小时—— 这意味着它能在人体消化系统、肝脏等复杂部位长时间工作，为靶向治疗提供保障。
三、疗效验证：从体外到体内，用数据证明 “战斗力”
一款医疗机器人的核心价值，最终要靠疗效说话。研究团队通过体外三维肿瘤模型和体内荷瘤小鼠实验，全方位验证了 HIM 的肿瘤杀伤能力：
1. 体外实验：4 天让肿瘤细胞 “清零”
研究人员构建了 GFP 荧光标记的三维肿瘤模型（模拟人体实体瘤），将负载 NK 细胞的 HIM 与之共培养。通过显微镜观察到：
HIM 先以步行模式精准靠近肿瘤，在肿瘤微环境 pH 变化（pH 3-5）的触发下，自动 “抓取” 肿瘤；
随后释放 NK 细胞，启动免疫杀伤过程；
4 天后，通过荧光成像发现，肿瘤细胞的荧光强度几乎完全消失，存活率降至 0%；
而空白机器人组（未负载 NK 细胞）的肿瘤细胞仍在持续增殖，证明杀伤效果完全来自负载的免疫细胞。
任务完成后，HIM 还能在钠离子（如柠檬酸钠溶液）刺激下溶解，避免在体内残留 —— 这一 “自毁机制” 进一步提升了生物安全性。
2. 体内实验：15 天显著抑制肝癌生长
为模拟临床场景，研究团队构建了 HepG2-luc 荷瘤裸鼠模型（模拟人类肝癌），将小鼠分为三组：
对照组：仅手术，不做其他处理；
载体组：植入空白 HIM（未负载 NK 细胞）；
实验组：植入负载 NK 细胞的 HIM。
通过生物发光成像（IVIS）监测 15 天发现：
对照组肿瘤生长迅速，12 天时体积已是实验组的 3 倍以上；
载体组肿瘤生长有所减缓（可能因机器人引发轻微免疫反应）；
实验组效果最显著：15 天时肿瘤重量明显减轻，其中 1 只小鼠的肿瘤完全消失；
组织学分析显示，HIM 植入后仅引发短暂炎症反应（6-24 小时），3-7 天内即恢复正常，未造成长期组织损伤；
15 天后，植入部位已无 HIM 残留，证明其完全生物降解性。
这些数据表明，HIM 不仅能精准递送免疫细胞，还能显著提升免疫治疗的疗效，且安全性良好。
四、突破与展望：为免疫治疗解决 “老大难” 问题
传统免疫细胞治疗（如 CAR-T）在实体瘤治疗中一直面临三大瓶颈：
靶向性差：免疫细胞难以主动迁移到肿瘤部位；
穿透性弱：实体瘤的致密结构阻碍免疫细胞渗透；
脱靶效应：依赖抗原识别，可能误杀正常细胞。
而 HIM 机器人通过物理靶向方式，完美解决了这些问题：
无需依赖肿瘤抗原，通过磁场调控和环境响应实现精准定位；
超软结构能贴合肿瘤表面，甚至穿透肿瘤间隙；
局部 NK 细胞密度可达～4000 cells/mm²，实现 1:1-2:1 的 “效应细胞 - 靶细胞比例”，远超人体自身 NK 细胞的浸润水平（通常不足 100 cells/mm²）。
当然，要实现临床转化，HIM 仍需突破一些挑战：比如人体呼吸、肠道蠕动等生理运动会影响机器人轨迹稳定性；目前临床成像技术（如超声、DSA）对水凝胶机器人的识别度还需提升。未来，研究团队计划开发 “闭环控制系统”，结合实时成像技术提升定位精度，并在大型动物模型中开展长期安全性研究。
结语：微型机器人，开启精准医疗新时代
从实验室到临床，这款超软水凝胶免疫毫米机器人的每一步突破，都在重新定义免疫细胞治疗的可能性。它不仅是一款 “运输工具”，更像是一个 “可移动的免疫治疗平台”—— 未来，通过更换负载的细胞类型（如 CAR-T 细胞、干细胞），它或许能用于更多疾病的治疗，如自身免疫病、组织修复等。
参考文献：
Zhiqiang Zheng et al. Ultrasoft hydrogel immune millirobot with multimodal locomotion. Sci. Adv.11, eadw9133(2025).