隨著腎結(jié)石發(fā)病率的不斷攀升，傳統(tǒng)口服溶石藥物周期長、療效不穩(wěn)定，且對于反復(fù)發(fā)作或不適合手術(shù)治療的患者尤顯局限。近日，加拿大滑鐵盧大學(xué)率領(lǐng)國際研究團(tuán)隊提出一套創(chuàng)新性的軟體微型磁控機(jī)器人技術(shù)，通過磁力導(dǎo)航與酶促作用聯(lián)動，直接靶向溶解尿路中的腎結(jié)石，開啟了腎結(jié)石治療的全新思路，值得行業(yè)高度關(guān)注。

近期，加拿大滑鐵盧大學(xué)（University of Waterloo）工程學(xué)院主導(dǎo)的一個國際研發(fā)項目正式發(fā)布，展示了一種極具潛力的腎結(jié)石微創(chuàng)治療新路徑。該體系結(jié)合軟體微型機(jī)器人、磁力驅(qū)動操控與酶促溶解技術(shù)，未來有望為腎結(jié)石患者帶來更為高效、安全、無痛苦的治療體驗。

該創(chuàng)新治療技術(shù)的核心是由滑鐵盧大學(xué)（University of Waterloo）研制的“軟體機(jī)器人條帶”（soft robot strips），結(jié)構(gòu)細(xì)長、柔軟，可通過導(dǎo)管置入膀胱，再通過外部機(jī)械臂攜帶的旋轉(zhuǎn)磁鐵進(jìn)行精準(zhǔn)控制。條帶材質(zhì)為水凝膠與彈性體（hydrogel/elastomer）混合體的微型絲狀結(jié)構(gòu)，尺寸約為 1×1×12 毫米，并內(nèi)嵌一個微型磁體末端，同時加載了用于溶解結(jié)石的酶——脲酶（urease）。

通過超聲成像技術(shù)，醫(yī)師可實時追蹤條帶在尿路中的位置，借助旋轉(zhuǎn)磁鐵令其“蠕動”前進(jìn)，逐步接近并定位在腎結(jié)石附近。一旦停留，則通過貼附于皮膚表面的外部磁性貼片固定位置，開始緩釋脲酶，調(diào)節(jié)局部尿液酸堿度，抬高 pH 值，使結(jié)石逐漸被溶蝕，最終縮小至可自然排出尺寸，條帶本身也可隨尿液排出。

實驗數(shù)據(jù)顯示，在填充模擬尿液的 3D 打印人型尿路模型中，該裝置可使尿液 pH 從常見的約 6 提升至 7，5 天內(nèi)結(jié)石重量平均減少 30%，表明治療效率顯著；pH 值提升效應(yīng)持續(xù)時間可達(dá)三個月以上，具備較長作用期潛力。

加拿大滑鐵盧大學(xué)（University of Waterloo）系統(tǒng)設(shè)計工程系教授、醫(yī)療微型機(jī)器人實驗室（Medical Microrobotics Lab）主任Dr. Veronika Magdanz表示：“目前尚無針對該類型腎結(jié)石的良好治療方法?；颊咄ǔＶ荒芤揽恐雇此幖翱诜苁帲熜钄?shù)周甚至數(shù)月才能顯現(xiàn)；而在結(jié)石阻塞尿道、急癥情況中，外科手術(shù)往往不可避免。” Magdanz 教授強(qiáng)調(diào)，此次研究的目標(biāo)是提供一種安全高效的替代方案，“我們期望加速結(jié)石溶解，緩解疼痛，并助力患者更快排石”。

研究團(tuán)隊成員還包括加拿大滑鐵盧大學(xué)（University of Waterloo）電氣與計算機(jī)工程系教授Dr. Alfred Yu和機(jī)械與機(jī)電一體化工程系教授Dr. Mir Behrad Khamesee。此外，團(tuán)隊還邀請了西班牙和德國的泌尿科醫(yī)生與研究人員參與合作，共同推動該技術(shù)走向臨床實際應(yīng)用。

文章《Kidney Stone Dissolution By Tetherless, EnzymeLoaded, Soft Magnetic Miniature Robots》已發(fā)表于國際期刊《Advanced Healthcare Materials》，詳細(xì)報告了該技術(shù)的設(shè)計原理、實驗數(shù)據(jù)與未來方向。

展望未來，研究團(tuán)隊指出下一步工作將圍繞大型動物模型開展研究驗證，并優(yōu)化控制系統(tǒng)與實時影像配合、外部磁控裝置設(shè)計，使操控更加精準(zhǔn)人性化，推進(jìn)技術(shù)從體外模型走向體內(nèi)臨床應(yīng)用。

本次由加拿大滑鐵盧大學(xué)（University of Waterloo）領(lǐng)導(dǎo)的腎結(jié)石軟體微型機(jī)器人研究項目，融合磁控導(dǎo)航與酶促溶解機(jī)制，不僅具備創(chuàng)新性，還展示了顯著的實驗療效。其精準(zhǔn)靶向、低侵入、持續(xù)作用的特點為當(dāng)前困境中的腎結(jié)石患者帶來更多治療選擇。隨著后續(xù)動物實驗與系統(tǒng)優(yōu)化推進(jìn)，該技術(shù)有望成為未來微創(chuàng)泌尿治療領(lǐng)域的破局者。