现代医疗科技经过百年发展，人们对于癌症依旧谈之色变。尽管科技发展让癌症患者存活率大幅提高，但是对于中晚期患者来说往往只能痛苦着面临死亡。

根据WHO国际癌症研究机构公布的数据显示，中国2020年新发癌症病例约457万，死亡病例大约300万。国内癌症发病率和死亡率依旧在持续上升，这些癌症患者不仅影响自己生命健康更是让自己家庭返贫。

尽管癌症预防是解决癌症最好措施，但是随着工业化竞争环境污染以及饮食习惯改变，预防效果往往不佳。那么就需要改进治疗手段，目前癌症治疗手段主要包括手术治疗、放疗和药物治疗（化疗）三部分，目前由于我国医疗体制和医疗水平的限制，化疗仍占据最大份额。

化疗是一个非常奇特治疗方式，犹如七伤拳，杀敌一千自损八百。有不少患者并非死于癌症本身，而是死于化疗带来相关并发症。

对于化疗副作用如此之大，现代医疗开始考虑精准化疗，但是效果不佳，尤其是对于晚期癌症患者。

面对癌症最常规治疗方式---化疗带来的副作用，国产研发团队开始着手解决这个棘手问题。中科大吴东教授、李家文副教授和香港中文大学张立教授通过在pH响应型水凝胶中编码不同的膨胀速率而构建了一种环境适应型变形微机器人(SMMRs)，让微型机器人直接向癌细胞输送药物从而减轻药物带来副作用。

“鱼形”微机器人

微机器人在科学领域早已不是什么重大新闻。很早之前已有团队研发出微型（小于100µm）机器人，可以操纵微小物体，但大多数机器人无法改变形状以执行复杂任务，如释放药物。一些小组制作了4D打印对象（3D打印设备，可根据特定刺激改变形状），但它们通常只执行简单的动作，而且它们的运动无法远程控制。

以往微机器人本身不足导致其在化疗领域并没有实际用途。直到吴东教授团队开发出“鱼形”微机器人才将运输化疗药物成为可能。

研究人员使用pH响应水凝胶将4D微机器人打印成鱼、螃蟹或蝴蝶的形状。通过调整形状某些区域的印刷密度，例如螃蟹爪子的边缘或蝴蝶的翅膀，研究小组编码了pH响应形状变形。然后，他们将微机器人置于氧化铁纳米颗粒悬浮液中，使其具有磁性。

当微机器人与磁性推进相结合后，该变形微蟹(SMMC)能够实现靶向微粒递送，即通过张开或关闭爪子来抓取、运输和释放微粒。

作为概念验证，实验设计了一种形状可变形的“鱼形”微机器人(SMMF)，其“嘴巴”会在磷酸盐缓冲液(PBS, pH为7.4)中关闭以实现药物封装，而会在微酸性溶液(pH<7)中打开以释放药物。

当“鱼形”微机器人有了磁性之后，可以通过体外磁铁控制“鱼形”微机器人运动，将其引导至癌细胞处，并通过控制癌细胞的pH值变化触发“鱼形”微机器人张口并释放化疗药物，从而实现靶向精准治疗。