刺激响应型功能微型/纳米机器人(srFM/NS)是一类能够对外界刺激(如温度、光、超声、pH、离子和磁场)做出反应并执行指定任务的智能、高效和有前途的微型机器人。通过自适应转换为相应的功能形式，可以根据不同的应用完美地匹配需求，在靶向治疗、生物检测、组织工程等领域显示出极其重要的作用。尽管srFM/NS很有前途，但很少有评论关注它们。因此，有必要概述这些智能srFM/NS的发展现状，以便为该领域的进一步发展提供明确的启示。

近日，香港中文大学Xiaopu Wang综述了单个srFM/N或多srFM/NS的发展现状及其在生物医学、生物传感器、智能执行器、环境保护等领域的应用，并讨论了这些srFM/NS的基本设计和组成。考虑到它们在不同领域的应用潜力，重点介绍了它们的特点和潜在的响应机制。在每一节的最后，我们简要总结了不同刺激模式的优点和缺点。

文章要点

1）SrFM/NS具有很大的优点(形状灵活多变、运动特性好、机械强度大等)。在处理复杂的运动环境和在到达目标地点时灵活地完成指定任务方面。它们可以用来模拟生物结构、人工组织再生和药物输送。然而，srFM/NS的临床翻译仍然存在许多瓶颈。

2）概述了目前srFM/NS发展面临的挑战和可能的策略。首先，一些多srFM/NS可能涉及复杂的合成步骤，这对规模化和商业化具有挑战性。为了克服这一挑战，可以为这些微型机器人开发和采用先进的制造技术，如基于激光的3D打印，以简化合成步骤。第二，某些srFM/NS具有较差的/不可逆的敏感性。尽管量身定制的响应性微结构可以成功地对某些与疾病相关的特征做出反应，但这些特征往往不是病变部位所特有的，这可能会降低在高度复杂的身体环境中的选择性。针对这一挑战，可能的策略包括分析srFM/NS的响应机制和优化结构设计以提高响应灵敏度。第三，基于研究，在保持现有优良变形结构的基础上，需要进一步提高可变形结构的力学性能，以适应实际应用。提高srFM/NS的交联度和调节混杂比是提高其力学性能的有效途径。第四，缺乏具有良好生物安全性的srFM/NS阻碍了其在生物医学领域的进一步应用。最大限度地利用已报道的生物安全材料(如GelMA和PLGA等水凝胶；多肽；一些生物有机体)，并将自然/生理相关的机制整合到开发具有良好生物安全性的微型/纳米机器人中，是这一挑战的基本解决方案。

3）最后，从srFM/NS临床应用的角度来看，srFM/NS的可视化是活体靶向给药的一个关键因素。尽管在设计和响应性方面取得了进展，但仍有挑战有待解决，例如建立更复杂的反馈系统，以更好地监测和控制，并找到方法。srFM/NS应用的挑战和策略参考合成步骤(复杂)，基于激光的3D打印灵敏度(对刺激的较差/不可逆响应)，结构设计的优化，探索传感原理机械性能(不足以完全支持柔性变形)，定制混合配方生物安全性(生物安全性较差)，充分利用已报道的生物安全材料，将自然/生理相关的机制整合到开发生物安全材料中。随着化学、物理和生物学领域科学家的不断努力，以及生物纳米技术与医学需求之间桥梁的构建，srFM/NS的设计及其在药物递送、组织工程和仿生研究领域的潜在应用将得到进一步的发展。

这一综述有望推动srFM/NS的快速发展，为从实际应用阶段优化和重新配置这些srFM/NS提供重要的见解。虽然微/纳米机器人前景看好，但它们还处于起步阶段，但在跨学科的合作下可以迅速发展。在研究人员的不懈努力下，我们相信，更高效、更智能、更具生物兼容性的微型/纳米机器人的开发将导致srFM/NS的革命性进步。

参考文献

Yan Zhou, et al, Stimuli-Responsive Functional Micro-/Nanorobots: A Review, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c01942

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c01942