微纳机器人指的是尺度介于微纳米级别，可以对微纳空间进行精细操作的机器人，在疾病诊断治疗、靶向递送、无创手术等生物医学领域具有广阔的应用前景。
近日，浙江大学医学院附属第二医院、转化医学研究院周民研究员团队研制出一款微纳机器人，成功改善肿瘤乏氧微环境，并有效实现磁共振、荧光、光声三模态医学影像导航下的肿瘤诊断与治疗。
一般情况下，肿瘤细胞在快速增殖时，会消耗大量氧气，导致肿瘤组织内部存在缺氧微环境。在临床肿瘤治疗中，患者可通过高压氧仓吸氧来解决肿瘤内部氧气不足的问题，但这种方法并不能达到靶向供氧。
这项研究离不开一种人们生活中常见的微藻——螺旋藻。作为水生植物，它能够通过光合作用产生氧气。能否利用螺旋藻来靶向供氧呢？
课题组在微藻表面均匀浸涂上了四氧化三铁纳米颗粒，让磁性工程化的微藻——微纳机器人能够在外部磁场控制下，定向运动至肿瘤。
在具体治疗中，通过体外交变磁场，将微纳机器人靶向运送并积累至肿瘤，再通过体外光照，由光合作用原位产生氧气来减轻肿瘤内部乏氧程度，从而提高放射疗法的效率。
“研究的创新性在于无机和有机的微纳体，选择性把药物输送到肿瘤缺氧部位。”周民介绍，他们所研制的微纳机器人是一种光合生物杂交体系统，这个系统既保持了微藻高效的产氧活性，还兼有四氧化三铁纳米颗粒的定向磁驱能力。
光合生物杂交微纳泳体系统不仅对于放疗具有积极作用，在经过射线处理后释放的叶绿素还能作为光敏剂，进而产生活性氧来杀死肿瘤细胞，实现协同光动力治疗。
此外，微藻中含有的大量叶绿素，也具有的天然荧光和光声成像功能，可以无创性地监测肿瘤治疗情况和肿瘤微环境变化。
这项研究工作还得到了浙江大学眼科中心、浙江大学交叉学科项目、浙江大学现代光学仪器国家重点实验室、浙江大学恶性肿瘤预警与干预教育部重点实验室等的大力支持，该研究也得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划等项目资助。