納米機器人研究方向有哪些?納米機器人如何對抗癌癥?

本文中，小編將對機器人" target="_blank">納米機器人予以介紹，如果你想對它的詳細情況有所認識，或者想要增進對它的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、納米機器人研究方向

納米是一個極小的單位，一納米等于十億分之一米，即如若把一根頭發(fā)絲破成5萬根，每一根的厚度就是一納米。所謂納米機器人，就是在納米的尺度上，研制可編程的機器人，也稱其為“細胞機器人”或“DNA機器人”。

納米機器人的概念最早是由諾貝爾獎獲得者理查德·費曼教授于1959年提出的。他認為人類未來有可能建造一種分子大小的微型機器，以分子甚至單個原子作為建筑構(gòu)件，在非常細小的空間里構(gòu)建物質(zhì)。這意味著，人類可在底層空間制造任何東西。納米機器人技術(shù)在當(dāng)時只是一種科學(xué)幻想，但如今已出現(xiàn)在現(xiàn)實世界。

納米機器人在醫(yī)療、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都具有非常廣闊的應(yīng)用前景，其中對于仿生醫(yī)用無約束微納米機器人在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，國內(nèi)外研究主要包括以下幾個方向：

1)用于疾病診斷和健康監(jiān)測的移動式原位傳感

微納米機器人作為一種可植入的移動傳感器，可以追蹤顯示目標生化標記物，從而動態(tài)監(jiān)測患者健康狀況，對疾病進行早期診斷，如監(jiān)測患者體內(nèi)的血糖水平。

2)靶向治療

移動式微納米機器人可以在特定的目標位置精確、可控地釋放治療性生物和化學(xué)物質(zhì)，從而將潛在的副作用降到最低，并且可以輸送更多的物質(zhì)，以便患者更快、更好地恢復(fù)健康。

3)外科微創(chuàng)

由內(nèi)窺鏡或機器人輔助的手術(shù)顯著減少了切口的大小，降低了術(shù)后患者的發(fā)病率，縮短了恢復(fù)時間，并減少了根治性手術(shù)帶來的負面影響。遠程顯微操作作為一種治療模式，可將微創(chuàng)手術(shù)的創(chuàng)口減小為局部可控的物理損傷。

每一種新科技的出現(xiàn)，似乎都包涵著無限可能，納米機器人也不例外?？梢赃M入體內(nèi)，自動抵達病灶并進行治療的納米機器人一直是人類夢寐以求的科技和醫(yī)療手段。但要適應(yīng)各種實際需求，納米機器人還面臨諸多挑戰(zhàn)。比如受尺寸限制如何將多種功能集到一個機器人上，如何實現(xiàn)在3D平面上對機器人的控制，以及尋找更新的能量轉(zhuǎn)換機制、更強大的無線驅(qū)動等等。

二、納米機器人如何對抗癌癥

納米醫(yī)療技術(shù)作為一種新興產(chǎn)業(yè)，暫時沒有臨床上的應(yīng)用，但是中國科學(xué)家早已經(jīng)根據(jù)設(shè)想，展開相關(guān)實驗。

癌癥一直是現(xiàn)代社會難以治療的惡性疾病之一，通過抑制腫瘤血管血液供應(yīng)而餓死癌細胞即將成為除了常規(guī)的放療、化療之外的又有一大有效治療策咯。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一種凝血酶，這種酶可以高效地激活血小板并將纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，進而誘導(dǎo)血栓形成。但是凝血酶作為一種蛋白質(zhì)，不能口服，否則會破壞活性，而且它的半衰期短，工作時長短，且會無差別造成所有血管栓塞。如果能夠利用這種酶對特定的腫瘤血管進行堵塞，而不進入到其他血管中，就能安全、快速的減緩癌細胞復(fù)制和擴散，進一步殺死癌細胞。

與此同時，DNA折紙技術(shù)不斷發(fā)展，這是一種通過短鏈DNA固定長鏈DNA，類似與折紙一樣，根據(jù)不同的功能設(shè)想，將DNA鏈組裝成納米特定結(jié)構(gòu)。于是科學(xué)家設(shè)計了，以M13噬菌體DNA單鏈作為模板, 多條互補短鏈組裝成長方形片層納米結(jié)構(gòu)，并將凝血酶固定在上面，再將片狀模板卷起來，形成將凝血酶包裹起來的管狀結(jié)構(gòu)。

DNA納米機器人兩端裝載有腫瘤靶向核酸適配體AS1411，可特異性識別腫瘤血管內(nèi)皮細胞標志物核仁素蛋白，相當(dāng)于一對“接頭暗號”，提醒機器人找到了腫瘤血管。同時也是一個鑰匙，打開機器人的鎖扣，釋放其中的凝血酶，產(chǎn)生凝血反應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤細胞缺少養(yǎng)分而死亡。

將納米機器人注射到荷瘤老鼠的體內(nèi)，可以將凝血酶高效靶向遞送至腫瘤組織，有效治療癌癥小鼠。并且在小鼠和小豬的治療過程中都沒有發(fā)現(xiàn)生物毒性。

納米機器人的成功構(gòu)建，預(yù)示著一種未來人類精準藥物設(shè)計的全新模式，但是生物體臨床試驗需要大量的時間和經(jīng)驗，這其中還有很長的路要走，如納米機器人在體內(nèi)的吸收與毒性、免疫系統(tǒng)對納米機器人的免疫反應(yīng)、其他生物分子的高效送達模式的推廣以及設(shè)計成本和經(jīng)濟效益等問題。

上述所有信息便是小編這次為大家推薦的有關(guān)納米機器人的內(nèi)容，希望大家能夠喜歡，想了解更多有關(guān)它的信息或者其它內(nèi)容，請關(guān)注我們網(wǎng)站哦。