尚處研發(fā)階段，可注射的抗病納米機器人會成為現(xiàn)實嗎？
文章來源：賢集網(wǎng)發(fā)布日期：2022-09-26瀏覽次數(shù)：132 與我們通常所設(shè)想的“機器人”不一樣，納米機器人不是一些帶著電池、芯片等各種電子器件并且擁有一副金屬盔甲的樣子。今天，即便精密的機械加工技術(shù)，也還不能制造出在體內(nèi)游動的傳統(tǒng)機器人。納米機器人是通過物理、化學(xué)的方法合成、制備出具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的分子和微納米材料。在人工智能領(lǐng)域，首當(dāng)其沖的問題是：可注射的抗病納米機器人會成為現(xiàn)實嗎？1、納米機器人，在分子水平上影響人類健康和壽命納米機器人為"分子納米技術(shù)(簡稱MNT)"的研制范疇，是借助于掃描隧道顯微鏡在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理研制的（可編程）分子機器人，其外形仿照大腸桿菌，可對細胞信息傳導(dǎo)與基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重新設(shè)計。1納米等于10?9米，大約等于10個氬原子并列成一條直線的長度，而分子的平均直徑10-10米，納米機器人也屬于分子生物學(xué)（納米生物學(xué)）研究范圍。目前，納米機器人還處于試驗階段，大小在幾毫米--幾微米之間，可以肯定，未來的納米機器人會帶來一場醫(yī)學(xué)革命 。我們可以這樣理解納米機器人。生物體的每個細胞就是一個納米技術(shù)的應(yīng)用實例，細胞不僅進行著能量代謝，還按照DNA中儲存的信息來組裝和激活各種蛋白質(zhì)和酶，納米機器人的制作技術(shù)完全可以向生物細胞學(xué)習(xí)，以分子為研究對象，以操縱和改變分子結(jié)構(gòu)為目標(biāo)。納米機器人的應(yīng)用設(shè)想。未來25年內(nèi)，納米技術(shù)科學(xué)家期望創(chuàng)造出真實的、可以工作的納米機器人，實現(xiàn)納米技術(shù)機器人在人體血液中來回巡航，自動尋找沉積于血管壁上的有害物質(zhì)，然后清除掉它，血液中可能存在數(shù)以百萬計的納米機器人，這些納米機器人有碳納米管制造的微小"手指"，可以精巧地處理各種分子。納米機器人可對基因進行置換、修復(fù)、插入等，治療遺傳疾病不再是一個幻想；可以完成對細胞染色體的切割操作；可以在DNA或分子水平上進行生化檢測及病理、生理測試實驗研究；可以在人體內(nèi)替病人疏通血管。在科幻片《驚異大奇航》中，科學(xué)家把納米機器人注射到體內(nèi)，直接觀看人體各個器官的組織和運行情況。科學(xué)家認(rèn)為，納米機器人有著無限的潛力：在人體內(nèi)行走，可以治療動脈粥樣硬化，幫助患者凝血、去除血塊、清潔傷口、祛除寄生蟲、治療痛風(fēng)和腎結(jié)石、抗癌、人工授精以及激活細胞能量等，達到保持健康和延年益壽的作用。2、會不會在我們的身體中“失聯(lián)”納米機器人又會不會在我們的身體中“失聯(lián)”，從而對人體產(chǎn)生副作用或刺激性傷害？目前，研究人員傾向于用身體內(nèi)部的材料來制作納米機器人，這樣便能夠被人體分解掉，可能不會產(chǎn)生太大的負面效應(yīng)。有關(guān)納米材料的生物效應(yīng)與毒性的研究數(shù)據(jù)目前還很少。初步的實驗證據(jù)提示，即使化學(xué)成分相同的物質(zhì)，它的微米顆粒與納米顆粒也可能具有不同的生物效應(yīng)，這些生物效應(yīng)，可能有益也可能有害，大量未知問題仍需研究。比如，研究人員發(fā)現(xiàn)，納米顆粒進入人體后，人體內(nèi)的蛋白會自動將其包裹起來，因此，它不會被身體當(dāng)做外來異物，具有了隱身效應(yīng)。3、“偽裝”策略對于更加棘手的遞送部位，納米機器人也在早期突破中顯現(xiàn)出了積極的潛力。大腦是納米機器人難到達的地方，因為它們需要穿過血腦屏障——這是一種選擇性非常高的生物防御系統(tǒng)，只允許一些營養(yǎng)物質(zhì)和特定分子通過，將病原體拒之門外。腦膠質(zhì)瘤被稱為“大腦殺手”，是神經(jīng)外科治療中棘手的腫瘤之一。由于這種腫瘤發(fā)生的位置很特殊，難以進行的手術(shù)切除，殘留的腫瘤細胞成為日后復(fù)發(fā)的根源。2020年，歷經(jīng)8年努力后，哈爾濱工業(yè)大學(xué)賀強教授團隊設(shè)計了一種遞送策略。他們將抗癌藥物裝入磁性納米凝膠中，凝膠外用細菌膜“偽裝”，隱藏在一種稱為“中性粒細胞”的免疫細胞中。通過外部磁場和化學(xué)場的作用，納米機器人穿過血腦屏障，實現(xiàn)腦膠質(zhì)瘤部位的主動靶向藥物遞送。普通納米載體遞送效率大概是0.7%，這一新方法將抗腫瘤藥物的遞送效率提高到了約14%，文章發(fā)表在《科學(xué)機器人》，是業(yè)內(nèi)比較重要的研究進展。4、尚處研發(fā)階段目前國內(nèi)外已有將微納米機器人運用于重大疾病診斷治療領(lǐng)域的案例，例如利用光熱效應(yīng)微納米機器人進行腫瘤的光熱治療、利用沉積氧化鐵磁驅(qū)動微納米機器人進行磁共振成像、利用氣泡與超聲驅(qū)動微納米機器人進行腫瘤細胞分立與檢測等。現(xiàn)如今，在多數(shù)疾病治療領(lǐng)域仍存在著發(fā)病機制難以查詢以及病變組織環(huán)境復(fù)雜等困境，微納米技術(shù)介入療法需求不斷增加，微納米產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。2021年全球生命科學(xué)領(lǐng)域微納米市場規(guī)模約為198億美元，預(yù)計到2025年其市場規(guī)模將增長至386億美元，行業(yè)發(fā)展前景廣闊。微納米機器人產(chǎn)業(yè)鏈上游為蛋白質(zhì)、病毒、細菌、DNA關(guān)節(jié)、納米材料、TNC、聚合物等有機與無機材料以及結(jié)構(gòu)件、連接件、化學(xué)傳感器、控制器等零部件供應(yīng)商；中游為微納米機器人生產(chǎn)商；下游為應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括醫(yī)療、軍事、生物學(xué)、環(huán)保、工業(yè)等領(lǐng)域。當(dāng)前微納米機器人仍處于研發(fā)階段，通過血液系統(tǒng)進入人體的微納米機器人還未問市，目前國內(nèi)已商業(yè)化的微納米機器人主要為磁控膠囊胃鏡機器人，產(chǎn)品已出口全球多個國家?，F(xiàn)階段，國內(nèi)在研微納米技術(shù)企業(yè)主要有德方納米科技、中科納泰、工納生物科技、東納生物等。未來在國內(nèi)微納米機器人行業(yè)不斷發(fā)展背景下，研發(fā)實力較強、技術(shù)水平較高的企業(yè)將在市場競爭中將占據(jù)優(yōu)勢地位。近年來，在癌癥、心血管疾病等重大疾病的發(fā)病率與死亡率不斷升高背景下，治療癌癥的技術(shù)與藥物研發(fā)成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重點發(fā)展方向。微納米機器人憑借其優(yōu)勢功能成為運用科學(xué)技術(shù)研發(fā)癌癥治療的主流方向，未來在科技不斷發(fā)展以及癌癥治療需求不斷增加背景下，微納米機器人行業(yè)發(fā)展前景廣闊。未來本土企業(yè)還需不斷加大研發(fā)力度，爭取在微納米機器人領(lǐng)域占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。 
