據(jù)最新公布數(shù)據(jù)表明，全球每年有880萬人死于癌癥，占全球每年死亡總人數(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的細胞手術，這讓我們對于未來癌癥治療的期望增加了不少。
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實現(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，第一個是VIVO，叫做激光投射單細胞手術，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。第三是細胞修正技術，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，能夠對細微的器官通過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。
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的基礎，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等，這些系統(tǒng)可以實現(xiàn)單細胞在體內和體外的移植，我們的視覺計劃之內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，來使微物質能夠進入到體內，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構，通過這種方式我們可以有足夠的通道，進行營養(yǎng)的輸送。它的螺旋性結構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印刷技術呢？孫東教授表示，3D印刷技術的設計是在實驗室中進行的，通過激光的掃描技術，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)在假設有一個結構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的發(fā)展。
癌癥并可怕，可怕的諱疾忌醫(yī)，隨著未來技術的發(fā)展，癌癥或將成為普通病癥一般，也許只要簡單的手術，便可完全治愈。
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