北京时间1月4日，我国科学院深圳先进技能研讨院生物医学与健康工程研讨所徐海峰团队在《天然—纳米技能》期刊上发布最新研讨成果，提醒了一项打破性发现：初次制造出迄今最活络的人工绷簧体系，勘探活络度到达500飞牛，这相当于单个细胞重力的千分之一。

  把绷簧结构运用到微观世界中，开宣布具有弹性结构的微纳器材，是科学家们长久以来的一大设想。该研讨运用了弹性模量维度4D纳米弹性体光刻战略，成功制备出超活络的微米绷簧体系。这项技能打破将有望使用于精准医疗范畴，为显微外科手术和靶向药物运送供给新方法。

  我国力学学会副理事长、清华大学生物力学与医学工程研讨所冯西桥教授点评道：“该项作业启发了探究生理、病理条件下分子、细胞和安排的力化生耦合动力学原理的新途径。”

  在微观世界中，一些细胞和微生物运用生物绷簧来执行力感知、捕食、驱动等动作。如果能学习微生物和细胞的超活络生物力学特性，研制出超活络的仿生弹性器材，将有利于进行更为精准的细胞力学表征，乃至完成细胞的自在操作，有望运用在、药物投递、科学研讨等范畴。

  研讨团队设想了一种微米等级的弹性用以勘探更低的细胞力，并自主开发了超弹磁性光刻胶，构建了弹性模量维度的4D纳米弹性体光刻战略，制备了迄今最活络的人工绷簧体系——皮牛绷簧。

  “该体系具有纳米级的特征尺度，它的力感知的活络度能够到达500飞牛，这相当于单个细胞重力的一千分之一，而且其形变精度超越1 微米每皮牛。”徐海峰说。

  这一新式皮牛绷簧支撑高度自在的4D光刻加工，能够被定制化加工成恣意形状，一起完美兼容磁性光刻资料，可用于制备各类软体微米和柔性微米器材，如用于丈量驱动力的微米测力计、用于细胞操作的微米镊子以及进行自驱动的微米企鹅和微米海龟等机器。

  在此前的研讨中，徐海峰团队分别开发了根据绷簧触发的抗癌机器人以及抗血栓的火车机器人，相关研讨成果宣布在《美国化学学会纳米杂志》《德国使用化学》等尖端期刊，被《科学》《麻省理工学院技能谈论》以及美国国家广播电视等多家期刊和新闻媒体报道。但是，这些微米机器人的细胞力感知精度较差，且无法达到细胞的自在操作。

  2017年，徐海峰开端探究超活络仿生弹性机器人，并于2020年参加深圳先进院医工所，展开磁驱微米机器人的研讨。 “有三四年的时间里，咱们面对最大的困难就是完成弹性体光刻后，机器人安稳成型的问题。对此，研讨团队不间断地堆集研讨经历，经过改善光刻胶组成和激光写入方法，处理了纳米级皮牛绷簧的安稳成型问题。”徐海峰回想道。

  经过研讨团队构建的弹性模量维度的4D纳米弹性体光刻战略，研讨团队开发了一系列细胞使用的软体微米机器人。其间，团队研制的微米测力计，完成了对皮牛级细胞力发生微米级的呼应，在1皮牛效果力下可发生约1微米的形变。极高的活络度使之能够在如等细胞效果下发生较大变形，能够适用于丈量包含在内的物理、化学和生物复合等各类微米机器人的泳动力。

  而另一款微米夹持器则能够被磁场独立操控。该器材经过编程磁场形式，能轻松完成微米机器人翻滚、旋转、夹持、开释等多自在度运动的解耦操控，完成对特定方针物如活体细胞进行夹持和转运。该进程不影响任何如光、热、离子或pH等细胞外部环境改变，完成了细胞的无影响操作。

  此外，在验证试验中，研讨团队还研制出仿生软体微米机器人，该机器人具有集成的绷簧组，经过绷簧对磁场能量的贮存和编程开释，完成了仅有磁场操控的20微米尺度的微企鹅和微海龟的软体驱动。

  据了解，根据一系列超活络软体微米机器人的成功探究，徐海峰团队现在正在展开新式精准医疗设备研制，并方案将其逐渐使用于细胞生物学及临床研讨，如超精度细胞力学自动化表征渠道和无搅扰细胞操作渠道等。

  “根据该研讨，在未来，新式微创乃至无创软体微米机器人仪器将进一步为细胞力学研讨、体内受精以及小腔道内血栓铲除和神经干涉等医疗使命供给有用助力。”徐海峰表明。

  该研讨中，深圳先进院医工所徐海峰副研讨员为论文的榜首作者及一起通讯作者，深圳先进院为论文榜首单位。深圳先进院医工所王磊研讨员为该文章作者之一。