科学家让瘫痪小鼠重新迈步

脊髓受损，意味着什么？它意味着从受伤那一刻起，神经信号的传输就被一道无形的墙切断，而这道墙几乎不可能靠身体自己拆除。

这是再生医学领域最难啃的骨头之一。但2026年6月发表于顶级期刊《自然·材料》的一项研究，给出了一个此前从未有人真正实现过的方案：把"机器人"直接注射进受伤的脊髓，让它在那里充当向导、电极和施工队，同时完成三件事。

这支研究团队来自苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和苏黎世大学，他们把活体神经前体细胞和一种特殊设计的磁电纳米颗粒结合在一起，制造出被命名为"NPCbot"的生物混合微型机器人，直径仅约6微米，相当于一根头发丝直径的十分之一。

六微米的机器人，同时解决三个难题

理解NPCbot的巧妙之处，需要先知道现有疗法为什么行不通。

目前，用干细胞修复脊髓损伤的思路已经存在多年，但一直卡在三个环节上：第一，移植的细胞很难精准抵达损伤部位；第二，细胞到位之后，需要电刺激才能分化成神经细胞，而这意味着必须在脊髓里植入电极，创伤大、风险高；第三，即便做到了前两步，细胞的存活率和与原有组织的融合效果依然不够理想。

NPCbot的设计，针对的正是这三个痛点。

开始时和三天后：顶部图像显示斑马鱼未受伤的脊髓；中间图像显示受伤的脊髓；底部图像说明神经细胞如何在微型机器人的帮助下生长。图片来源：苏黎世联邦理工学院

纳米颗粒采用双层结构：内层由对磁场斑度敏感的磁性材料构成，外层由钛酸钡（BaTiO?）覆盖，具备压电效应，可以将磁场变化直接转换为电信号。当纳米颗粒与神经前体细胞结合后，一个活的、可遥控的微型机器人就此诞生。在体外施加磁场，NPCbot就能像响应导航指令一样被引导到指定位置；随后切换成交变磁场，纳米颗粒在细胞内部产生的电刺激就会激活细胞的分化程序，推动其发育成新的神经细胞。

这套方案的核心优势在于全程无需在体内植入任何电极或导线，刺激信号完全来自体外的磁场控制，最大程度降低了对本就极度敏感的脊髓组织的额外损伤。

制备过程同样出人意料地高效。研究团队在仅有1平方厘米的芯片实验室中完成组装，将细胞固定在储存区，注入纳米颗粒，等待两者结合，全程只需30分钟。为了满足动物实验的需求，团队采用多套芯片系统并行运行，一次可制备数百万个NPCbot。

斑马鱼三天游起来，断脊鼠四周重新迈步

动物实验的结果，让参与研究的科学家们也感到吃惊。

第一组实验的对象是脊髓受伤的斑马鱼幼体。NPCbot注射入损伤部位并施加电磁场刺激后，仅仅3天，这些原本活动异常的斑马鱼就恢复了接近正常的游泳行为和探索行为。斑马鱼本身具有一定的脊髓自然再生能力，这一阶段的实验主要用于在有据可查的再生模型中验证细胞分化速度和损伤修复机制。

更具说服力的是小鼠实验。研究团队选用的是脊髓被完全切断的小鼠模型，而小鼠脊髓不具备自然再生能力，这是与斑马鱼的根本区别。28天后，实验结果显示，经NPCbot治疗的小鼠在损伤部位神经细胞重新建立了连接，步态、步幅、身体协调性和探索行为均出现了显著改善。全程未观察到明显的副作用或免疫排斥反应。

苏黎世联邦理工学院多尺度机器人实验室教授萨尔瓦多·帕内（Salvador

Pané i

Vidal）在接受媒体采访时说："微机器人的引导使治疗更加精准，也更微创。"研究第一作者、高级科学家叶昊则补充道，当神经前体细胞完成分化使命后，NPCbot会逐渐融入组织，钛酸钡涂层的化学稳定性使其预期具有良好的生物相容性，长期的降解和代谢路径还有待进一步研究确认。

从临床应用的角度看，这项技术仍然处于早期阶段。研究团队明确表示，在进入人体试验之前，还需要解决多个关键问题，包括确认哪种磁场参数在人体中效果最优、明确最佳刺激时长，以及完成一系列系统性的安全性评估。

但这项研究打开的技术想象空间，已经远远超出了脊髓损伤本身。研究团队认为，基于同一平台，NPCbot的应用范围可以拓展至心血管疾病修复、肿瘤靶向治疗、伤口愈合等多个再生医学领域。可量产、可遥控、微创、无需植入器件，这套技术逻辑如果得到验证，将为精准医疗提供一条全新的技术路径。