“穿金戴银”的纳米机器人,给你一记颠覆思维的“电磁炮”

说到纳米机器人,小编不禁想到了最近热播的人气动画《科学超电磁炮T》

该部动画改编自日本小说家镰池和马原作、漫画家冬川基作画的漫画《科学超电磁炮》,是该系列电视动画的第3期。

动画中有一集提到,黑暗势力所使用的武器是一个蚊子形态的纳米机器人

在电影《超验骇客》中,男主利用纳米机器人修复了自己重病的身体。影片中的纳米颗粒几乎无所不能,不仅能快速修复被破坏的东西、重病的身体、老去的容貌,甚至还能重新制造出一个人体来,简直就是神一样的存在!

纳米机器人可以说是科幻小说、电影中的常客,一次又一次闪耀登场施展绝技。以“纳米机器人”为关键词,出现的搜索结果都是伴随着“史诗级”、“划时代”、“科技革命”等关键词。


加持在“纳米机器人”上的这么多名号,到底几分真实,几分噱头?现实与科幻到底有多少差距?

1966年,美国科幻电影《神奇旅程》描述了五名医生乘坐的飞艇被缩小后注射到人体内进行血管手术的场景,将微型机器人的概念第一次展示到大众的面前。
电影《神奇旅程》海报
近二十年来,科研工作者一直试图将环境中的化学能、磁能、电能、光能、超声能等能量转化为机械运动的游动纳米机器人,将科幻小说和电影中的场景转变为现实,执行药物靶向递送、癌症治疗、微手术等生物医学任务。

然而如何提高游动纳米机器人的生物相容性抗血液污损能力药物携载能力是游动纳米机器人面向未来生物医学应用所面临的挑战。
那么,纳米机器人真的能修复一切,让人类得到“永生”吗?
近期,天津大学药学院李楠团队提出纳米抗癌新策略,通过创新设计,将金银作为纳米抗癌药物载体,同时发挥治疗作用,研发出了更高效、更精准、更智能的新一代纳米抗癌机器人。相关成果发表在国际权威期刊《生物材料》上。

李楠课题组研发的新一代纳米抗癌机器人将金-银中空纳米三角二氧化硫前药精巧地整合于一体,构建了一种有效的光热-气体联合肿瘤深部治疗纳米系统。该纳米抗癌机器人从三个方面进行了创新,有效提高了治疗的深度与精准度
首先,改变形状,设计出三角型纳米机器人提高穿透力。三角型载体比普通球形载体更能容易进入细胞,实验中从分析荧光强度来看大概是普通球形的1.3倍。
第二,让纳米抗癌机器人本身成为治疗癌症良药,课题组遴选了在纳米级十分活跃的金银作为纳米机器人制备材料,在近红外光照射下,金-银中空纳米三角可以产生大量的热,杀死肿瘤细胞,实现光热治疗。
第三,利用癌症细胞微环境的特性,智能解锁纳米机器人搭载的抗癌药物,更好地杀死癌症细胞,不伤害正常细胞。该团队利用肿瘤细胞内的酸性条件诱导二氧化硫前药按需释放二氧化硫气体,该气体可在肿瘤细胞内部弥散,实现对深部肿瘤的治疗。
结果表明,该纳米系统在体内外对深部肿瘤均有良好的治疗效果。目前该团队已经成功的使用纳米机器人杀死了实验小鼠体内的肿瘤细胞。

除此之外,近期美国科学家也宣布了一项重大科技突破:借助光声断层成像技术,实时控制纳米机器人,让它们准确抵达人体某个部位(比如肠癌病人的肠道肿瘤处),进而让纳米机器人实现药物递送,或进行智能微手术。

这个实验论文发表于学术刊物Science Robotics,引起科学界的广泛关注,可以说是纳米机器人的一次巨大进步。
纳米机器人在人体内可控自主运动,一直是一个难题。因为纳米机器人的大小只有人类头发丝的几十分之一,进入人体体内很难实现定位;如果进入血管,被血液等一裹挟和冲击,往往失去控制,乃至无影无踪。


现在有了这个技术,纳米机器人就可以在进入人体深层组织后,仍然被“盯”得清清楚楚、“管”得严严实实。人类可以实时控制它们给病变的细胞送药,或对癌变的细胞进行微手术。
这项纳米科技,可以说颠覆了人类的思维:想想,如果以有一天你持续发烧,但医生既没有开药,也没有打针,而是提供了一种特别的医疗方式——往血液里植入一种微小的机器人。这种机器人能探测到发烧原因,并游过动脉和静脉,运行适当的系统,直接对感染部位进行治疗。

被福布斯杂志评为“终极思维机”,同时也被业界称为“爱迪生的正统接班人”的谷歌首席未来学家雷·库兹韦尔(Ray Kurzweil)曾预言:
“到2020年左右,我们将开始使用纳米机器人接管免疫系统。到2030年,血液中的纳米机器人将可以摧毁病原体,清除杂物、血栓以及肿瘤,纠正DNA错误,甚至逆转衰老过程。到2050年,随时随地在人体内进行微型手术的纳米机器人可能会让人类实现永生。“
过去30年里他对未来预测的准确率超过86%,让我们不得不对纳米机器人这一尖端科技加以关注。可以预见,在未来纳米机器人将会带来一场医学革命,并彻底改变人类的劳动和生活方式
对此你还有哪些好的想法,欢迎留言与我们交流。

参考资料及图片来源:中国生物技术网、Research及网络公开资料

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