4D打印微机器人

磁驱+pH响应+光学传感

将磁驱动、pH响应形变和衍射光学传感集成于150微米级仿生鱼形微机器人，实现靶向治疗中的环境感知与药物释放的协同。

Wang, Jingang · Zheng, Jianchen · Chengzhi, Zhang · Ya, Duan · Zhang, Yuzhao · Hongji, Guo · Qiu, Ye · 王晓朵 · 刘连庆 · 于海波

Advanced Functional Materials 2025

参数信息

尺寸

150 µm

pH响应范围

5.0–6.5

技术优势

感知与驱动集成

通过空间编程多响应材料和仿生微结构工程，将磁驱动、pH触发关节驱动和衍射光学传感集成于单一微机器人，消除了模块分离的限制。

pH自适应药物释放

尾部关节通过pH介导的机械形变调节阿霉素释放动力学，实现按需释药。

原位光学pH监测

头部衍射光谱传感器提供病理微环境pH（5.0–6.5）的动态光学反馈。

应用场景

• 4D打印微机器人：提供环境感知与精确执行的一体化微机器人。
• 软体微机器人：在狭小空间内实现无损操作。
• 靶向药物递送：按需释放药物并实时反馈环境pH。
• 生化传感：原位监测病理微环境pH。
• 胃癌治疗：在胃癌细胞中验证了精确药物释放与环境监测。