5. 治療癌癥的納米機器人

　　2015年5月，美國哥倫比亞大學的科學家成功研制出一種有脫氧核苷酸分子構(gòu)成的機器人，它能夠跟隨DNA 的運行軌跡自由地行走、移動、轉(zhuǎn)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識別并殺死癌細胞以達到治療癌癥的目的、清理動脈血管垃圾等領(lǐng)域的最理想工具。

　　關(guān)鍵技術(shù)問題

　　1. 導(dǎo)航定位問題

　　納米機器人在血液中使用，需要引導(dǎo)至合適的區(qū)域，并能實時匯報位置。目前主流的方案有兩種：外部導(dǎo)航定位系統(tǒng)和板載導(dǎo)航定位系統(tǒng)。外部導(dǎo)航系統(tǒng)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、熒光染色定位、X光定位、微波定位和熱輻射定位。板載導(dǎo)航系統(tǒng)可采用微型攝像頭設(shè)備，通過視覺定位技術(shù)進行導(dǎo)航。另一種方式是采用化學傳感器來追蹤化學物質(zhì)，精準跟隨化學物質(zhì)通路，到達患處。

　　2. 供能問題

　　機器人在體內(nèi)的工作離不開基本的運行能源。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，通過血液中的生化反應(yīng)提供運行能源，或利用導(dǎo)體溫差的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)供能。外部供能是機器人攜帶光纖，在板上實現(xiàn)外部光信號轉(zhuǎn)換為電信號，為機器人供能。同理，還可以使用微波、磁場等方式，由外部能源轉(zhuǎn)化為電能來為機器人供能。

　　3. 生物相容性問題

　　由于納米醫(yī)療機器人將進入患者血液，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)生生物化學反應(yīng)。避免引起人體內(nèi)多種系統(tǒng)性反應(yīng)如免疫反應(yīng)、促凝反應(yīng)、超敏反應(yīng)、發(fā)熱反應(yīng)等。此外，納米機器人尺寸較小，長寬高均不超過1微米，可能會引起體內(nèi)巨噬細胞的吞噬，因此機器人需要設(shè)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，納米機器人將會帶給我們新一輪的精準醫(yī)療革命，這個頂尖領(lǐng)域?qū)⑹且粋€潛力巨大，勢不可擋的市場。谷歌X實驗室生命科學小組負責人安德魯·康拉德于WSJD在線全球技術(shù)大會上大膽想象了更為不可思議的應(yīng)用：將納米機器人當作媒介，連接人腦神經(jīng)系統(tǒng)和外界網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為開發(fā)人腦智力和潛力帶來無法想象的革命，徹底改變生活和工作方式，甚至是人類本身。

　　然而，納米機器人在研發(fā)階段已遇到警示性“黃燈”。美國賴斯大學生物和環(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：一是納米機器人進入人體無法取出，二是擔心納米機器人進入人體無法控制。據(jù)2004年《自然》雜志介紹，美國紐約羅切斯特大學研究人員在實驗鼠身上完成的實驗顯示，直徑為35納米的碳納米粒子被老鼠呼吸進入身體后，能夠迅速出現(xiàn)在大腦中處理嗅覺的區(qū)域即嗅球內(nèi)，并不斷堆積起來，最后導(dǎo)致小鼠立即死亡。