納米醫(yī)療機(jī)器人會(huì)成為人類史詩(shī)級(jí)的科技創(chuàng)新

　　愛因斯坦說(shuō)過(guò)：“未來(lái)科學(xué)無(wú)非是繼續(xù)向宏觀世界和微觀世界進(jìn)軍?！痹谧屖澜缯痼@的科學(xué)技術(shù)中，納米機(jī)器人領(lǐng)域一定是真正史詩(shī)級(jí)別的科技革新——人類正在建造一種分子大小的微型機(jī)器，它們使用分子甚至單個(gè)原子作為零件，在非常細(xì)小的空間構(gòu)建物質(zhì)，這意味著：人類可以對(duì)原子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)做出任何改變!

　　在1959 年，諾貝爾獎(jiǎng)得主、理論物理學(xué)家理查德-費(fèi)曼率先提出納米技術(shù)的設(shè)想，他在一次題目為《在物質(zhì)底層有大量的空間》的演講中提出：“人類會(huì)將納米級(jí)微型機(jī)器人用于醫(yī)療?！?/p>

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，理查德-費(fèi)曼的想法正在逐漸被實(shí)現(xiàn)：把數(shù)以百萬(wàn)的微觀機(jī)械合而為一，將程序和操作流程錄入納米機(jī)器人，它們便可以在人體內(nèi)自由移動(dòng)。就像科幻片中幻想的：利用納米機(jī)器人，癌癥將被治愈，人類的壽命可持續(xù)數(shù)百年，所有變性疾病將不復(fù)存在。傷口將在數(shù)秒內(nèi)愈合，一些藥物將不再有副作用，宿醉的不適感覺也將不存在——納米機(jī)器人能夠“治愈整個(gè)世界”。

　　當(dāng)今機(jī)器人已成為科學(xué)界的熱門話題，隨著20世紀(jì)90年代納米技術(shù)的興起，人們對(duì)微型機(jī)器人的研究便在全世界范圍內(nèi)開花，特別是對(duì)納米機(jī)器人在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用研究。21世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)結(jié)合而形成的納米生物學(xué)將是21世紀(jì)生命科學(xué)的重要組成部分，而納米機(jī)器人將是納米生物學(xué)中最具誘惑力的成就。

　　納米機(jī)器人原理

　　事實(shí)上，納米機(jī)器人這項(xiàng)尖端技術(shù)還在實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段，而大小為頭發(fā)十萬(wàn)分之一的機(jī)器人如何在血液中游走?目前的技術(shù)是納米機(jī)器人依靠微小的電容器給尾巴(或四肢)提供能量，其體內(nèi)裝有有效載荷，頭部為微型攝像機(jī)，用于發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。

　　還有一種納米機(jī)器人利用納米發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)行走，在活的人體細(xì)胞內(nèi)放置合成的納米發(fā)動(dòng)機(jī)(nano motors)，并通過(guò)超聲波控制它們。納米發(fā)動(dòng)機(jī)在低超聲功率下對(duì)細(xì)胞的影響不大，但在提高功率后，它們會(huì)在細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)，撞擊細(xì)胞結(jié)構(gòu)，調(diào)和細(xì)胞的內(nèi)容物，甚至刺破細(xì)胞壁。納米發(fā)動(dòng)機(jī)也可通過(guò)從內(nèi)部機(jī)械操縱細(xì)胞來(lái)治療癌癥、執(zhí)行細(xì)胞內(nèi)手術(shù)或直接將藥物遞送到活組織。

　　納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的任何一項(xiàng)運(yùn)用，都將引起一次醫(yī)療革命，甚至可以改變?nèi)祟惖纳?。自?981年，G.Binnig和H.Rohrer在IBM蘇黎世的實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了掃描隧道顯微鏡(Scanning Tunneling Microscope)后，人類對(duì)納米機(jī)器人的研究發(fā)明就從未間斷過(guò)。納米機(jī)器人的研制屬于分子仿生學(xué)范疇，它根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理設(shè)計(jì)制造，并在納米空間控制、操作。

　　納米機(jī)器人的可能醫(yī)療應(yīng)用包括：治療動(dòng)脈硬化、疏通血管栓塞、清除動(dòng)脈內(nèi)的脂肪沉積、精確殺死癌細(xì)胞、幫助治療身體腫塊、去除寄生蟲、治療痛風(fēng)、腎臟排石和清理傷口。當(dāng)你感冒時(shí)，醫(yī)生不用給你打針吃藥，而是給你在血液里植入納米機(jī)器人，這種機(jī)器人在體內(nèi)探測(cè)感冒病毒的源頭，并到達(dá)病毒所在處，直接釋放藥物殺滅病毒。

　　目前技術(shù)已初見端倪的納米機(jī)器人

　　1. 釋放凝塊的納米機(jī)器人(Clottocyte nanorobot)

　　人體的止血過(guò)程較為復(fù)雜，整個(gè)過(guò)程需要2分鐘到10分鐘，第一階段是自然止血栓的形成，通常包含三個(gè)步驟：血小板粘連、血小板集聚形成塞狀和血小板釋放;第二階段是纖維沉積，迅速在傷口處形成隨機(jī)纖維網(wǎng)絡(luò)，抓捕血小板和其他血細(xì)胞，形成凝血塊。防凝塊納米機(jī)器人可以發(fā)揮類似于血小板的功能，粘在一起，以形成血凝塊止血。這種納米機(jī)器人可以存儲(chǔ)纖維，當(dāng)它們遇到傷口后，會(huì)迅速釋放纖維以創(chuàng)建一個(gè)凝塊，所需時(shí)間相比血小板凝集的時(shí)間少很多，僅需約1秒鐘。