近日，贺强教授团队在医用游动纳米机器人领域取得重要研究成果，实现了载药游动纳米机器人集群突破血液层流屏障精准治疗血栓。相关成果以《利用可重构涡旋状纳米机器人群突破血栓治疗中层流的限制》（Breaking the Limitation of Laminar Flow in Thrombolytic Therapy with Reconfigurable Vortex-like Nanobot Swarms）为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie）。该成果揭示了血液层流对药物递送的屏障作用，为载药游动纳米机器人精准治疗血栓及相关疾病提供理论和技术基础。

在人体血液循环系统中，由于血管内径较小和血液黏度较高，血液流动大多处于低雷诺数状态，形成层流。这种“层流不可跨越”的特性成为药物和纳米载体有效扩散至病变部位的主要障碍，也是心血管疾病等药物治疗效果不佳的关键因素。如何克服血液层流限制，实现药物精准递送，一直是当前药物靶向递送领域的重大挑战。

（A）纳米机器人突破血液层流靶向药物递送示意图和（B）超声成像血液层流矢量图。

面对这一难题，团队受自然界中游动细菌能突破层流获取食物的启发，设计了装载溶栓药物尿激酶的戊聚糖烧瓶状磁性纳米机器人。这些磁性纳米机器人能够自组装形成动态涡旋状集群，通过产生旋转流体有效限制药物扩散，从而在局部形成高浓度药物聚集区。实验表明，在体外狭窄血管模型和大鼠下腔静脉狭窄血栓模型中，纳米机器人集群成功突破了层流屏障，将尿激酶精准递送至血栓部位，显著提升治疗效果。该研究首次验证了纳米机器人突破血液层流的能力，解决了传统药物治疗受限于层流屏障的难题，为纳米机器人在医学领域的应用提供了重要基础。

本研究获国家自然科学基金(Grant No. 22193033, 22172044, U22A20346, 31971290)和国科温州研究院启动基金(Grant No.WIUCASQD2021044)等项目支持。

全文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202425189