據(jù)悉，研究人員即將制造出能在血液中游動的微型醫(yī)療機器人。

　　人們經(jīng)常談?wù)摷夹g(shù)進步，說一切都變得越來越小(電視除外)。更好的設(shè)計和制造技術(shù)讓生產(chǎn)更微型的零部件成為可能，手機、電腦和家用電器等設(shè)備自最早研發(fā)出來后尺寸不斷縮小。但一些科學(xué)家正在將這一概念推向極致，最終目標是將技術(shù)帶到一個全新領(lǐng)域：我們身體內(nèi)部。

　　雖然動脈支架很多設(shè)備都很常見，但醫(yī)學(xué)研究人員一直夢想創(chuàng)造出小到能在血液中游動的設(shè)備，從而為治療和診斷開辟新的可能性。這種機器人體積將小于1毫米，而且通常要小得多。例如，在納米機器人領(lǐng)域，大小大多是幾十億分之一米。

　　來趟人體旅行

　　上了一定年紀的人或許會回想起1966年的電影《神奇旅程》，影片講述了醫(yī)生們被縮小到微觀尺寸，進入一名生病的科學(xué)家體內(nèi)進行手術(shù)的故事。年青一代或許會想到兒童系列動畫片《神奇校車》，其中弗里茲爾小姐把神奇校車縮小，進入到一名學(xué)生的身體里。

　　雖然在微型醫(yī)療機器人領(lǐng)域并不可能把人縮小，但這一概念的科幻小說版本很好地闡述了基本理念。長度只有幾微米或幾納米的微型機器人可以安裝在人體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，精確執(zhí)行醫(yī)學(xué)任務(wù)。微型機器人可以在血管中游動，清除危險血栓，或者直接將抗癌藥物輸送到腫瘤中。未來看病可能不用手術(shù)，而是吃一片藥觀察觀察就好了。

　　納米機器人領(lǐng)域可以追溯到1959年物理學(xué)家理查德·費曼的一次講座，他在講座中設(shè)想了這樣一個世界，即先進技術(shù)使得科學(xué)家能夠在物理上操縱原子——物質(zhì)的基本構(gòu)成要素。這篇題為《底部有很大空間：進入新物理學(xué)領(lǐng)域的邀請》的重要報告提出了這樣一種可能性，即人類可以制造出小到幾乎看不見的機器。

　　雖然技術(shù)需要幾十年時間才跟上，但科學(xué)家們最終開始探索他們能創(chuàng)造出多小的機器人。事實證明，確實相當(dāng)小。如今，研究人員創(chuàng)造出了納米級、比紅細胞還小的機器人。

　　挑戰(zhàn)與眾不同

　　該領(lǐng)域的首批論文之一于1998年發(fā)表，論文提出一種用金剛石制造人造紅細胞的設(shè)計，并稱其向組織輸送的氧氣量可達人體紅細胞的236倍。

　　在此后幾年里，科學(xué)家開始解決微型醫(yī)療機器人帶來的獨特挑戰(zhàn)：從如何給微型機器人供電到防止其被人體破壞。雖然我們還沒有達到讓微型機器人參與臨床試驗的地步，但這個領(lǐng)域可能正在接近這一程度。

　　今天的研究人員說，他們能夠在模擬條件下將微型機器人注入，為其提供動力并加以控制。這些機器人看上去與我們所習(xí)慣的不同——事實上，許多機器人幾乎完全由小金屬珠子構(gòu)成。但應(yīng)用范圍可能很廣。

　　創(chuàng)造一種能夠在人體內(nèi)移動的機器人意味著面對普通機器人不會面對的挑戰(zhàn)。首先，傳統(tǒng)電池和電機尺寸不可能這么小，因此工程師必須設(shè)計全新方法來為機器人提供動力并使其移動。

　　在人體如此小的范圍內(nèi)，重力不再重要;相反，微型機器人必須與涌動的血流作斗爭，對抗靜電力量的推拉。對一些最小的機器人來說，布朗運動，即熱能帶來的隨機運動，足以妨礙它們的移動。

　　許多研究人員向自然界尋求靈感。一些微型機器人利用基于細菌鞭毛的設(shè)計來移動。其他人則完全借鑒生物學(xué)，將他們的機器與活細胞結(jié)合起來創(chuàng)造出類似半機器人的混合體，在人體內(nèi)移動。例如，一篇論文描述了把細菌附在塑料珠子上當(dāng)做微型馬達一樣使用。不同的微型機器人設(shè)計利用人體內(nèi)存在的酶或葡萄糖和氧作為動力。這樣做的優(yōu)勢在于，這種機器人可以利用自身燃料游動。

　　另一種在人體內(nèi)移動機器人的方式是使用外力。一些科學(xué)家正在探索如何利用磁場在人體內(nèi)移動金屬珠子。一個研究小組的報告說，他們可以通過這種方式控制不同形狀的一群小球，有可能通過身體內(nèi)部管道操縱它們到達目標。另一個團隊則把金屬珠子與干細胞結(jié)合起來，然后它們能夠在血管這一狹小通道中運動。

　　應(yīng)用前景可期

　　隨著研究人員真正接近在人體內(nèi)部使用微型機器人，他們測試了一系列可能的應(yīng)用。微型醫(yī)療機器人可以將藥物送到特定位置，從而提高有效濃度，同時減少其他地方的副作用。

　　微型醫(yī)療機器人還可以把抗癌藥，比如放射性物質(zhì)，直接送到腫瘤中，有選擇地殺死癌細胞。它們可以把有危險的斑塊從動脈壁上刮出，以預(yù)防心 臟病，也可以充當(dāng)支架，幫助神經(jīng)或血管再生。

　　另一個進步是，來自中國的一組研究人員報告說，他們能夠創(chuàng)造出可以穿過血腦屏障的微型機器人。他們用大腸桿菌薄膜包裹的磁性納米凝膠攜帶藥物。當(dāng)他們將這種包裹的納米凝膠注入老鼠體內(nèi)時，來自其免疫系統(tǒng)的嗜中性粒細胞將它們誤認為是入侵細菌并吞下。

　　研究人員能夠利用磁場在老鼠血液中讓含有微型機器人的嗜中性粒細胞游走，并最終進入老鼠大腦。研究團隊說，這項技術(shù)有朝一日可以用來治療腦腫瘤。

　　迄今為止最小的微型醫(yī)療機器人是美國得克薩斯大學(xué)圣安東尼奧校區(qū)研究人員研制出來的。這種納米復(fù)合材料顆粒直徑只有120納米，可以由磁場控制，而且足夠小。

　　研究人員說，它們可以用來推動單個細胞。這種用例還沒有實現(xiàn)，但可能很快就會到來。它包含了費曼關(guān)于操縱我們世界基本構(gòu)成要素最初設(shè)想的一些閃光點。與當(dāng)時的情況一樣，底部還有很大空間。

　　文章來源： 參考消息，九派健康