納米醫療機器人會(huì )成為人類(lèi)史詩(shī)級的科技創(chuàng )新

　　5. 治療癌癥的納米機器人

　　2015年5月，美國哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家成功研制出一種有脫氧核苷酸分子構成的機器人，它能夠跟隨DNA 的運行軌跡自由地行走、移動(dòng)、轉向以及停止，研究成果表明：一旦被編程，納米蜘蛛機器人就能自動(dòng)完成任務(wù)，而不需要人為介入。因此，納米蜘蛛機器人被認為是幫助人類(lèi)識別并殺死癌細胞以達到治療癌癥的目的、清理動(dòng)脈血管垃圾等領(lǐng)域的最理想工具。

　　關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

　　1. 導航定位問(wèn)題

　　納米機器人在血液中使用，需要引導至合適的區域，并能實(shí)時(shí)匯報位置。目前主流的方案有兩種：外部導航定位系統和板載導航定位系統。外部導航系統采用的定位技術(shù)包括超聲定位、核磁共振定位機器人磁場(chǎng)、熒光染色定位、X光定位、微波定位和熱輻射定位。板載導航系統可采用微型攝像頭設備，通過(guò)視覺(jué)定位技術(shù)進(jìn)行導航。另一種方式是采用化學(xué)傳感器來(lái)追蹤化學(xué)物質(zhì)，精準跟隨化學(xué)物質(zhì)通路，到達患處。

　　2. 供能問(wèn)題

　　機器人在體內的工作離不開(kāi)基本的運行能源。目前的解決方案分為外部供能和板載供能。 板載供能如將供能電極放入血液中，通過(guò)血液中的生化反應提供運行能源，或利用導體溫差的塞貝克效應(Seebeck effect)供能。外部供能是機器人攜帶光纖，在板上實(shí)現外部光信號轉換為電信號，為機器人供能。同理，還可以使用微波、磁場(chǎng)等方式，由外部能源轉化為電能來(lái)為機器人供能。

　　3. 生物相容性問(wèn)題

　　由于納米醫療機器人將進(jìn)入患者血液，因此需要保證機器人表面對血漿和血液中的蛋白沒(méi)有黏附性。此外，表面材料需要為惰性材料，不在血液中發(fā)生生物化學(xué)反應。避免引起人體內多種系統性反應如免疫反應、促凝反應、超敏反應、發(fā)熱反應等。此外，納米機器人尺寸較小，長(cháng)寬高均不超過(guò)1微米，可能會(huì )引起體內巨噬細胞的吞噬，因此機器人需要設計躲避吞噬和逃離的技術(shù)。

　　展 望

　　納米機器人于2013年被美國《The New England Journal of Medicine》雜志列入全球10大最備受爭議的頂尖科技之一。但依然可以肯定的是，納米機器人將會(huì )帶給我們新一輪的精準醫療革命，這個(gè)頂尖領(lǐng)域將是一個(gè)潛力巨大，勢不可擋的市場(chǎng)。谷歌X實(shí)驗室生命科學(xué)小組負責人安德魯·康拉德于WSJD在線(xiàn)全球技術(shù)大會(huì )上大膽想象了更為不可思議的應用：將納米機器人當作媒介，連接人腦神經(jīng)系統和外界網(wǎng)絡(luò )系統，為開(kāi)發(fā)人腦智力和潛力帶來(lái)無(wú)法想象的革命，徹底改變生活和工作方式，甚至是人類(lèi)本身。

　　然而，納米機器人在研發(fā)階段已遇到警示性“黃燈”。美國賴(lài)斯大學(xué)生物和環(huán)境納米技術(shù)中心主任維基·考爾文引用了兩條需要重視納米機器人的理由：一是納米機器人進(jìn)入人體無(wú)法取出，二是擔心納米機器人進(jìn)入人體無(wú)法控制。據2004年《自然》雜志介紹，美國紐約羅切斯特大學(xué)研究人員在實(shí)驗鼠身上完成的實(shí)驗顯示，直徑為35納米的碳納米粒子被老鼠呼吸進(jìn)入身體后，能夠迅速出現在大腦中處理嗅覺(jué)的區域即嗅球內，并不斷堆積起來(lái)，最后導致小鼠立即死亡。