腔內支架植入是治療膽道狹窄等梗阻性病變的常用介入手段，然而，傳統(tǒng)輸送系統(tǒng)因器械剛度高、操作自由度低，難以在遠端曲折的管道中安全穿行，易在肝內膽管等遠端狹窄部位引發(fā)穿孔、支架誤置等風險。近年來，磁控微機器人憑借其微創(chuàng)、可遠程操控和穿透深部組織的優(yōu)勢，為腔內精準介入提供了全新思路。然而，受制于微型尺度下的“尺寸-力量權衡"，如何在保持靈活性的同時賦予其強大的擴張能力，是推動該技術走向臨床必須解決的難題。

針對上述難題，香港中文大學張立教授團隊在《Science Advances》上發(fā)表了題為“Modular magnetic microrobot system for robust endoluminal navigation and high–radial force stent delivery in complex ductal anatomy"的研究論文，提出了一種模塊化磁控微機器人系統(tǒng)。文章第一作者是香港中文大學博士后蘇琳，文章通訊作者是香港中文大學張立教授和陳啟楓研究助理教授。

該系統(tǒng)創(chuàng)新性地將磁驅動模塊與超聲響應型自膨脹支架模塊相結合，通過旋轉方向控制實現(xiàn)“集成推進"與“定點分離"兩種狀態(tài)的智能切換，并利用聚焦超聲觸發(fā)支架在病灶處的快速膨脹，實現(xiàn)了在復雜管道內的穩(wěn)定穿行與支架的按需精準部署（圖1）。

為此，作者團隊分別合成了兩種水凝膠打印樹脂，并采用摩方精密面投影微立體光刻（PµSL）技術（nanoArch® S130，精度：2μm）制備了兩種模塊。磁驅動模塊的打印樹脂由聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）、交聯(lián)劑DPHA、增稠劑PVP及NdFeB@SiO?磁性顆粒組成，賦予模塊高磁響應性與結構精度（圖2）。支架模塊則采用含鉭微粒的韌性水凝膠材料打印而成，不僅具備良好的生物相容性，還可作為超聲成像對比劑，其徑向剛度達0.516 N/cm，滿足臨床膽道與血管的支撐需求（圖3）。

該系統(tǒng)的核心創(chuàng)新在于其“旋轉控制組裝策略"（圖4）。磁驅動模塊內部設計了基于阿基米德螺旋線的鎖鉤結構，當模塊順時針旋轉時，支架模塊被牢牢約束在腔內，實現(xiàn)穩(wěn)定輸送；一旦抵達目標位置，逆時針旋轉即可在離心力作用下于3秒內完成精準釋放。這一機制有效解決了傳統(tǒng)磁控機器人在導航過程中易丟失負載、難以在狹窄空間內可控釋放的難題。

研究團隊在多層分支膽道模型及離體豬膽管中成功驗證了該系統(tǒng)的全流程操作（圖5）：微機器人可在超聲引導下沿3.5 cm路徑精準導航，在目標位置3秒內完成支架釋放，并于30秒內通過超聲熱觸發(fā)實現(xiàn)膨脹，將管腔直徑擴大約2.5倍。該系統(tǒng)兼具微創(chuàng)性、高精度與臨床兼容性，為未來深部腔內介入治療提供了全新的技術平臺。綜上，這項工作有力地促進了生物醫(yī)用多功能微型機器人的發(fā)展，為其今后走向實際應用提供重要參考。