由英国格拉斯哥大学牵头的国际研究团队近日研发出一种新型超小型天线，可通过生物组织将数据无线传输至体外设备，有望用于神经退行性疾病的早期诊断、按需药物递送以及癫痫、帕金森病等疾病的神经调控治疗。相关成果已发表于《科学进展》。
研究团队将这种原型装置命名为µBots，其宽度不足一毫米，与目前许多依赖射频天线传输数据的可植入设备相比，体积更小、重量更轻、功耗更低、产热更少。现有射频可植入设备体积较大且产热显著，长期植入舒适性差，还会增加植入部位感染风险。µBots则结合声学与电磁学原理，构建出磁电天线，在更小的体积下实现了更宽的数据传输带宽。
这类装置的核心技术突破在于对基底材料的创新利用。传统压电天线开发中，基底材料通常被视为惰性载体。研究团队则反其道而行，充分利用基底材料独特的声学共振特性，使声波在装置内部来回反弹，产生称为"泛音"的额外频率，可同时用于能量传输和数据发送。最终实现的天线−10 dB带宽高达22.6吉赫兹，远超传统天线的数据传输能力。为验证这一性能，研究团队在两个磁电天线之间实时无线传输了超声波视频与音频信号，这一测试的要求远高于此类设备通常用于性能评估的二进制数据流传输。
µBots在格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特纳米制造中心研制完成，并与意大利合作团队共同在生物组织中完成了性能验证。研究人员分别在大鼠脑组织、人类皮层脑切片及可控细胞培养物中测试了天线性能，结果显示µBots在各类生物组织环境中均保持稳定可靠的表现。
论文第一作者及通讯作者、格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院Mahdieh Shojaei Baghini博士表示，能够完全封装于体内、无需连接体外设备的无线可植入装置在全天候健康监测领域具有巨大潜力，而µBots利用声学共振解决了制约这一技术发展的诸多瓶颈问题。
论文共同通讯作者、摩德纳和雷焦艾米利亚大学神经科学家Adam Armada-Moreira博士表示，这一技术有望帮助研究人员和临床医生以更高的空间选择性绘制和调控神经回路，稳定的无线数据传输能力也将支持长期电生理与神经调控研究。
研究团队还测试了µBots阵列在天线角度未对准时的性能表现。体内外天线发生角度偏差是可植入设备通讯中的常见难题，而由9个µBots组成的阵列能够达到与单个大型射频天线相当的对准性能，同时体积远小于后者，在脑部等空间受限区域的应用潜力更大。
论文通讯作者、格拉斯哥大学微电子实验室负责人Hadi Heidari教授表示，研究团队将继续推进µBots的后续试验，并致力于在未来数年内推动相关技术的商业化应用。
参考文献：Mahdieh Shojaei Baghini et al, Bio-integrated μBots with overtone ultrawideband magnetoelectric antennas for wireless telemetry, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aec7011
编辑：周敏
排版：李丽
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