美国约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）研究团队在2026年芝加哥举行的消化疾病周（DDW）上发布了一项突破性成果：一种由金属制成的可变形微机器人集群。这些微型装置具备形态转换能力，未来有望通过口服胶囊方式进入人体，执行无痛活检取样及药物递送任务，随后在体内安全降解消失，无需手术取出。
金属材质突破生物材料强度瓶颈
该研究的核心创新在于解决了传统可降解微机器人强度不足的痛点。主要作者、约翰霍普金斯大学医学院胃肠病学与肝病学讲师李玲（Ling Li）博士指出，现有基于聚合物或水凝胶的可降解微机器人虽然具备生物相容性，但缺乏足够的刚性和韧性以穿透人体组织。相比之下，这种全金属微机器人兼具高强度与可降解特性，能够在完成工作后不留痕迹地消失。
形态变换实现精准医疗操作
这些微机器人被封装在胶囊中吞服后，进入体内特定部位时会像变形金刚一样改变形状。它们可以折叠成微型夹钳，深入传统内镜难以触及的区域采集组织样本；或转变为微型注射器，将药物直接注入胃肠道黏膜下层。这种靶向给药方式特别适用于肿瘤坏死因子（TNF）抑制剂和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂等生物制剂的局部治疗，能显著提高药物吸收率，减少全身性副作用。
研究团队通过**控制金属层的厚度来调节层间应力，从而决定微机器人的折叠形态。首席共同作者、约翰霍普金斯大学惠廷工程学院博士生刘旺渠（Wangqu Liu）表示，通过调整材料厚度和种类，研究人员可以精准控制降解速率，从几分钟到几个月不等，以适应不同的临床需求。
在动物实验中，这些微机器人成功穿透了小鼠肠道内壁，并在不造成穿孔或其他损伤的前提下，将**插入黏膜下层组织。这一过程验证了其在复杂生物环境中的操作精度与安全性。
微量金属确保**生物安全
为确保安全性，研究团队开发了一种无液体的新型制造工艺，利用极微量的水和溶性金属及金属氧化物制造这些机器人。刘旺渠博士强调，每个微机器人仅消耗几微克金属，远低于人体安全摄入限值。这种设计彻底消除了传统内镜活检带来的疼痛、出血风险以及后续取出异物的手术需求。
该成果由约翰霍普金斯大学惠廷工程学院格拉齐亚斯实验室（Gracias Lab）负责设计与制造，并由医学院胃肠病学与肝病学部门的塞拉鲁实验室（Selaru Lab）完成动物实验及临床应用评估。这一技术标志着微机器人医学从“强度与安全不可兼得”向“两者兼备”的重大跨越。
对于中国医疗器械企业而言，这一突破揭示了微创介入领域的新赛道。国内企业在柔性电子与微型驱动方面已有深厚积累，若能结合生物可降解材料科学，在靶向给药与智能诊疗设备上进行布局，有望在全球下一代消化内镜市场中占据先机，推动从“器械制造”向“智能微系统”的产业升级。