记者从中国科学技术大学了解到，该校工程科学学院微纳米工程实验室利用调制涡旋光束进行单次快速曝光或三维空间扫描，成功制造出了具有更强游动能力和装载货物能力的空心管形和锥形螺旋结构。研究人员还利用这种结构实现了神经干细胞的体外移植以及靶向药物运输，用于治疗肿瘤细胞。相关研究成果已发表在《先进材料》等期刊上。

早在1959年，诺贝尔奖得主理查德·费曼就提出了利用微型机器人进行治疗的想法，形象地说就是“吞下外科医生”。这些被称为天然微纳机器人的微型设备，受到自然界微生物自由运动的启发，可以通过电场、磁场、光场等手段进行驱动，在无创手术、靶向药物运输和生物传感检测等领域有着广泛的应用前景。磁场驱动可以实现无线精准操控，通过改变外部磁场的梯度和方向，让这些微纳机器人按照预设轨迹移动。

研究人员设计了具有特殊相位信息的光场全息图，并将其加载到空间光调制器面板上，从而生成高效的三维涡旋光场，用于制造空心管状和锥形螺旋结构。他们还在这些结构的表面添加了磁性响应材料，并通过自行搭建的三维亥姆霍兹线圈控制系统，调节输入电流的相位信息，在三维空间内形成旋转磁场，使磁性结构在磁场的作用下产生转动，从而实现有效的驱动。

研究人员利用锥形空心螺旋结构内部和外部装载纳米级和微米级货物，并在体外完成了神经干细胞的移植。此外，他们还利用管状微结构装载抗癌药物，对癌细胞进行有效治疗，并通过荧光验证了治疗效果。

这项研究提出了一个简单的波动型空心管状和锥形螺旋微电机加工操作技术，在细胞移植、体内药物运输和无创手术等领域具有重要的应用前景，为生物医学领域提供了新的技术手段。