纳米医疗机器人会成为人类史诗级的科技创新

　　5. 治疗癌症的纳米机器人

　　2015年5月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出一种有脱氧核苷酸分子构成的机器人，它能够跟随DNA 的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止，研究成果表明：一旦被编程，纳米蜘蛛机器人就能自动完成任务，而不需要人为介入。因此，纳米蜘蛛机器人被认为是帮助人类识别并杀死癌细胞以达到治疗癌症的目的、清理动脉血管垃圾等领域的最理想工具。

　　关键技术问题

　　1. 导航定位问题

纳米机器人在血液中使用，需要引导至合适的区域，并能实时汇报位置。目前主流的方案有两种：外部导航定位系统和板载导航定位系统。外部导航系统采用的定位技术包括超声定位、核磁共振定位机器人磁场、荧光染色定位、X光定位、微波定位和热辐射定位。板载导航系统可采用微型摄像头设备，通过视觉定位技术进行导航。另一种方式是采用化学传感器来追踪化学物质，精准跟随化学物质通路，到达患处。

　　2. 供能问题

　　机器人在体内的工作离不开基本的运行能源。目前的解决方案分为外部供能和板载供能。 板载供能如将供能电极放入血液中，通过血液中的生化反应提供运行能源，或利用导体温差的塞贝克效应(Seebeck effect)供能。外部供能是机器人携带光纤，在板上实现外部光信号转换为电信号，为机器人供能。同理，还可以使用微波、磁场等方式，由外部能源转化为电能来为机器人供能。

　　3. 生物相容性问题

　　由于纳米医疗机器人将进入患者血液，因此需要保证机器人表面对血浆和血液中的蛋白没有黏附性。此外，表面材料需要为惰性材料，不在血液中发生生物化学反应。避免引起人体内多种系统性反应如免疫反应、促凝反应、超敏反应、发热反应等。此外，纳米机器人尺寸较小，长宽高均不超过1微米，可能会引起体内巨噬细胞的吞噬，因此机器人需要设计躲避吞噬和逃离的技术。

　　展 望

　　纳米机器人于2013年被美国《The New England Journal of Medicine》杂志列入全球10大最备受争议的顶尖科技之一。但依然可以肯定的是，纳米机器人将会带给我们新一轮的精准医疗革命，这个顶尖领域将是一个潜力巨大，势不可挡的市场。谷歌X实验室生命科学小组负责人安德鲁·康拉德于WSJD在线全球技术大会上大胆想象了更为不可思议的应用：将纳米机器人当作媒介，连接人脑神经系统和外界网络系统，为开发人脑智力和潜力带来无法想象的革命，彻底改变生活和工作方式，甚至是人类本身。

　　然而，纳米机器人在研发阶段已遇到警示性“黄灯”。美国赖斯大学生物和环境纳米技术中心主任维基·考尔文引用了两条需要重视纳米机器人的理由：一是纳米机器人进入人体无法取出，二是担心纳米机器人进入人体无法控制。据2004年《自然》杂志介绍，美国纽约罗切斯特大学研究人员在实验鼠身上完成的实验显示，直径为35纳米的碳纳米粒子被老鼠呼吸进入身体后，能够迅速出现在大脑中处理嗅觉的区域即嗅球内，并不断堆积起来，最后导致小鼠立即死亡。