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微纳机器人技术领袖脑胶质瘤靶向治疗生物医学

贺强:游动微纳机器人体内治疗的开拓者

2026-05-14

哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心教授,2010年建立国内首个游动纳米机器人研究团队。2021年在Science Robotics发表国际首个游动微纳机器人主动靶向治疗脑胶质瘤的研究成果,实现微纳机器人从体外操作工具到体内治疗器的从0到1跨越,开辟了微纳机器人临床治疗的新方向。

基本信息

字段 内容
全名 贺强(Qiang He)
国籍 中国
当前职位 哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心教授、博导
核心领域 游动微纳机器人与生物医学微系统
代表荣誉 教育部新世纪优秀人才计划(2011);龙江学者特聘教授(2012);Science Robotics论文(2021);国内首个游动纳米机器人研究团队创建者
学术产出 在Science Robotics、Advanced Materials等顶级期刊发表论文多篇,主持国家自然科学基金等多项国家级项目

学术生涯

早期至2010年:海外学习与研究积累。 贺强在海外完成学业和研究训练,系统掌握了微纳米制造、生物医学工程和微系统技术等交叉学科知识,为后续的游动微纳机器人研究奠定了理论与实验基础。

2010年:回国创建国内首个游动纳米机器人团队。 2010年初加入哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心,在国内率先创建了第一个致力于生物医学应用的游动微纳米机器人研究团队。2011年入选教育部新世纪优秀人才计划,2012年入选龙江学者特聘教授。这标志着中国在游动微纳机器人这一前沿方向正式起步。

2010—2020:从基础研究到体系构建。 贺强团队系统研究了微纳米尺度下的驱动机制、运动控制和生物相容性等关键科学问题,逐步建立了从微纳机器人设计、制备、操控到生物体内应用的完整技术体系。团队与吴志光教授紧密合作,在磁控游动微纳机器人方向积累了系统性成果。

2021年至今:Science Robotics突破与临床转化探索。 2021年3月在Science Robotics发表里程碑论文,首次实现游动微纳机器人对小鼠脑胶质瘤的主动靶向治疗。这是国际上首次证明微纳机器人可以穿透血脑屏障、精准递送药物并有效抑制脑瘤生长。此后团队持续推进微纳机器人在体内诊疗方面的研究,向临床转化方向迈进。


核心技术贡献

游动微纳机器人主动靶向治疗脑胶质瘤(2021)

发表:Science Robotics("Dual-responsive biohybrid neutrobots for active target delivery",2021)

核心内容:开发了基于中性粒细胞的游动微纳机器人(Neutrobot)。通过中性粒细胞吞噬大肠杆菌膜包裹的磁性载药水凝胶制备而成,兼具磁控运动和炎症趋化双重响应能力。在自主研发的磁控导航系统引导下,Neutrobot可沿预定路径运动至脑部区域,再利用中性粒细胞对炎症因子的天然趋化能力穿透血脑屏障,最终到达脑胶质瘤病灶释放抗癌药物紫杉醇。

历史影响:这是国际上首次实现游动微纳机器人对脑胶质瘤的主动靶向治疗。脑胶质瘤是最难治疗的癌症之一,血脑屏障的存在使传统药物难以到达病灶。贺强团队的Neutrobot巧妙利用免疫细胞的天然穿透能力突破这一障碍,实现了微纳机器人从体外操作工具到体内治疗器的根本性跨越。

建立国内首个游动纳米机器人研究团队(2010)

发表:哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心

核心内容:2010年在哈工大创建国内第一个专门从事游动微纳米机器人研究的团队,建立了从微纳机器人设计、制备、磁控操纵到生物体内实验的完整研究平台。系统研究了化学驱动、磁驱动、生物杂化等多种微纳机器人驱动方式。

历史影响:在贺强之前,国内尚无专门的游动微纳机器人研究团队,相关研究零散分布在材料科学和微纳制造领域。贺强的团队建设为中国在这一国际前沿方向确立了系统性的研究阵地,培养了国内最早一批游动微纳机器人方向的研究人才。

磁控微纳机器人集群协调运动(2019)

发表:高水平期刊论文

核心内容:实现了多个游动微纳机器人在磁场引导下的有序集群运动,使微纳机器人不仅能单体沿预定路径运动,还能组成有序编队集体行进,类似无人机集群的协调运动。

历史影响:集群运动能力大幅提升了微纳机器人的药物搭载量和治疗效率,为后续的Neutrobot脑瘤靶向治疗提供了关键的群体递送技术基础。


范式贡献

在贺强的工作之前,微纳机器人研究主要集中在体外场景:用于微操作、微装配、细胞分选等实验室任务。微纳机器人被视为一种精密的体外操作工具。将微纳机器人送入体内进行治疗虽然是科幻电影中的经典场景,但在现实中面临三大障碍:如何在体内导航、如何穿透生物屏障、如何精准释放药物。

贺强团队的核心范式转变在于:将微纳机器人从"体外操作工具"重新定义为"体内治疗器"。他们的Neutrobot方案巧妙地解决了三大障碍——磁控导航实现体内定向运动,免疫细胞的天然趋化能力突破血脑屏障,pH响应机制实现肿瘤微环境中的精准药物释放。

这一范式已在小鼠脑胶质瘤模型中得到验证:Neutrobot成功穿透血脑屏障到达脑瘤病灶,有效抑制了肿瘤生长。这是微纳机器人领域从体外到体内的里程碑式跨越。


产业传承与学术传承

贺强团队的研究目前处于基础研究向临床前转化的阶段。Neutrobot技术如果在未来通过临床验证,将为脑胶质瘤等难治性脑部疾病提供全新的精准治疗手段。其磁控微纳机器人导航系统的工程化经验,对未来微纳医疗机器人的临床应用具有重要参考价值。哈工大微纳米技术研究中心已成为国内游动微纳机器人研究的核心基地。

贺强在哈工大微纳米技术研究中心与吴志光教授长期紧密合作,共同构建了国内最强的游动微纳机器人研究团队。团队培养了一批专注于微纳机器人生物医学应用的青年学者,研究方向覆盖磁控微纳机器人、生物杂化机器人、微纳药物递送等。贺强的工作推动了国内多所高校关注并进入游动微纳机器人研究方向,促进了该领域在中国的整体发展。


当前动态

2025至2026年,贺强团队持续推进Neutrobot技术的优化,在更大动物模型上验证微纳机器人靶向治疗的安全性和有效性,同时探索微纳机器人在其他疾病(如心脑血管疾病、眼科疾病)中的治疗应用。团队在微纳机器人的智能化控制和多模态成像引导方向也在开展前沿研究。


历史定位

贺强是中国游动微纳机器人研究的开拓者,也是将微纳机器人从体外工具推向体内治疗的关键人物。2010年他在国内建立第一个游动纳米机器人团队时,这一方向在中国几乎是空白。十一年后,他的团队在Science Robotics发表了国际首个微纳机器人主动靶向治疗脑瘤的成果,实现了从0到1的跨越。这项工作不仅是中国微纳机器人领域的里程碑,也是全球微纳医疗机器人从概念验证走向疾病治疗的标志性进展。如果没有贺强2010年的开拓,中国在游动微纳机器人这一国际前沿方向的系统性布局至少会推迟数年。