據(jù)最新公布數(shù)據(jù)表明，全球每年有880萬人死于癌癥，占全球每年死亡總?cè)藬?shù)近六分之一，死者大多數(shù)在中低收入國家。每年有1400多萬新發(fā)癌癥病例，預計到2030年這一數(shù)字將增加到2100多萬，癌癥已經(jīng)成為世界頭頂?shù)囊黄瑸踉啤?/P>

9月21日，在佛山市禪城區(qū)聯(lián)合三航工業(yè)技術(shù)研究院共同舉辦的“2017機器人國際大會”中，香港城市大學講席教授、博士生導師、機械與生物醫(yī)學工程系主任，IEEE院士、HKIE院士孫東教授則提出了基于微操作與微機器人技術(shù)的細胞手術(shù)，這讓我們對于未來癌癥治療的期望增加了不少。

2017機器人國際大會

孫東教授表示，癌癥疾病的發(fā)展從一個單細胞變成一個比較大的腫瘤，從第一階段一直往下發(fā)展，最后成為癌細胞。目前我們的醫(yī)療手段主要集中在腫瘤階段，但是目前我們都希望能夠?qū)崿F(xiàn)早期診斷和早期治療，主要是在單細胞進行處理。如果要實現(xiàn)這一點就需要精度很高，細胞的處理就要通過手術(shù)來進行，我們可以把一個細胞進行改變，然后把這個細胞再注入腫瘤細胞集群中，改變其他的細胞。

我們在過去的20年里細胞手術(shù)的發(fā)展非常長遠，而且從一個非常新的核細胞理念發(fā)展到最近非常成功的臨床實驗，這是我們2016年一個單細胞手術(shù)的成功案例。還有一個非常成功的案例是通過改變基因來治療白血病，我們通過改變病人體內(nèi)細胞的基因的方法治療白血病。

現(xiàn)在我們主要面臨的問題是精度不高、效率比較低、連續(xù)性不夠、成功率比較低、熟練度不夠等等，而且現(xiàn)在我們希望它能夠達到能夠更全體的檢測、更高的成功率、更好的圖象反饋以及人工智能等等，對于這些操作，我們希望機器人來幫助我們實現(xiàn)這些目標。

細胞手術(shù)機器人是什么呢？傳統(tǒng)醫(yī)療機器人從器官水平提升到了細胞水平，甚至達到了亞細胞的水平。我們現(xiàn)在有三種不同的操作臂來實現(xiàn)單細胞的操作手術(shù)，第一個是VIVO，叫做激光投射單細胞手術(shù)，它可以在一個血細胞、紅細胞中進行激光的治療。第二是微針的操作可以進行單細胞手術(shù)。第三是細胞修正技術(shù)，香港現(xiàn)在建立一個團隊進行全新的研究，自動化的優(yōu)化細胞操作員，能夠?qū)毼⒌钠鞴偻ㄟ^操作機來進行細胞交付，然后將二者整合起來，形成初步的服務機器人。通過精密的交付，我們可以提升機器人在這方面的技術(shù)。

全球機器人的市場快速增長，年度增長超過20%，全世界明年要增長320億，一個是醫(yī)療機器人市場，另外一個是細胞機器人，甚至會有更高的細胞手術(shù)需求。

對于自動機械操作器的細胞療法，孫東介紹道，此療法主要基于幾個研究技術(shù)的基礎(chǔ)，例如光學操作員、微組織操作員、3D操作、視頻控制、視頻分布以及微芯片技術(shù)等，這些系統(tǒng)可以實現(xiàn)單細胞在體內(nèi)和體外的移植，我們的視覺計劃之內(nèi)和計劃之外可以做一些康針活體檢驗以及微注射。通過跟蹤顆粒的方法，以一種非常細致的手段，這些微粒具有10微米到10毫米的微小體積，我們相信光學推測能夠使機器人進行熟練的操作，成為一個熟練的操作工具，它可以對細胞進行造影，具有很高的靈活性和高度的移動性。

前面說的是機械方面以及基于激光的措施系統(tǒng)，在我們把細胞融合之后，我們還能做什么呢？我們需要把細胞轉(zhuǎn)型，抓成新的類型，我們需要自動化的操作器，來進行精細的交付，精細醫(yī)療可以應用于組織修復、組織再生等等，這是我們的工程師所面對的問題。這里有兩個挑戰(zhàn)，第一我們需要開發(fā)出這樣一個設備，來使微物質(zhì)能夠進入到體內(nèi)，這個系統(tǒng)必須提供大量的工作空間。我們需要3D下進行微粒的控制，現(xiàn)在全世界僅有幾個研究組能夠產(chǎn)出這樣的設備。第二個挑戰(zhàn)就是要設計出一個瓷機器人，使這個機器人在體內(nèi)進行移動。我們現(xiàn)在正在開發(fā)第二版，現(xiàn)在能夠提供100微米、200微米到300微米的工作空間，這個已經(jīng)足夠大了，使任務得以實現(xiàn)。在新的版本當中，我們可以檢測到這些顆粒。當你設計操作機器人的時候，我們的機器人有一個多孔的結(jié)構(gòu)，通過這種方式我們可以有足夠的通道，進行營養(yǎng)的輸送。它的螺旋性結(jié)構(gòu)可以幫助我們的機器人附著和運輸，而且這些細胞可以成功地在機器人上面生長。

至于如何應用3D印刷技術(shù)呢？孫東教授表示，3D印刷技術(shù)的設計是在實驗室中進行的，通過激光的掃描技術(shù)，采用不同的方法，我們的小機器人只有80微米大小，現(xiàn)在我們的VIVO運輸實驗可以成功在一個細胞上運輸我們的機器人，有很多的視覺和動態(tài)控制，可以非常精準地控制它的移動以及軌跡。我們可以成功地來控制這個胚胎細胞的移動，移動到我們想讓它去的地方，非常精準。我們這個測試做了很多次，來保證精度是足夠的，所有的精度錯誤都是0。

我們接下來要考慮的是機器人是不是能夠從細胞上分離出來，這非常重要，因為我們可以把細胞移動到一個地方，那么怎么能夠讓細胞通過機器人的操作離開組織、離開器官？我們現(xiàn)在假設有一個結(jié)構(gòu)能夠幫助細胞離開組織，我們在測試的時候同時讓它離開，現(xiàn)在我們在小白鼠上面做實驗。一個星期以后可以看到細胞確實開始生長、開始復制，最后變成了癌癥細胞，然后我們從中發(fā)現(xiàn)這個細胞從機器人上面釋放出來，我們用這個小白鼠來實驗，以此來研究癌癥和干細胞在白鼠體內(nèi)的發(fā)展。

癌癥并可怕，可怕的諱疾忌醫(yī)，隨著未來技術(shù)的發(fā)展，癌癥或?qū)⒊蔀槠胀ú“Y一般，也許只要簡單的手術(shù)，便可完全治愈。

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