纳米机器人研究方向有哪些?纳米机器人如何对抗癌症?

本文中，小编将对机器人" target="_blank">纳米机器人予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、纳米机器人研究方向

纳米是一个极小的单位，一纳米等于十亿分之一米，即如若把一根头发丝破成5万根，每一根的厚度就是一纳米。所谓纳米机器人，就是在纳米的尺度上，研制可编程的机器人，也称其为“细胞机器人”或“DNA机器人”。

纳米机器人的概念最早是由诺贝尔奖获得者理查德·费曼教授于1959年提出的。他认为人类未来有可能建造一种分子大小的微型机器，以分子甚至单个原子作为建筑构件，在非常细小的空间里构建物质。这意味着，人类可在底层空间制造任何东西。纳米机器人技术在当时只是一种科学幻想，但如今已出现在现实世界。

纳米机器人在医疗、军事、工业、农业等领域都具有非常广阔的应用前景，其中对于仿生医用无约束微纳米机器人在生物医学领域的应用，国内外研究主要包括以下几个方向：

1)用于疾病诊断和健康监测的移动式原位传感

微纳米机器人作为一种可植入的移动传感器，可以追踪显示目标生化标记物，从而动态监测患者健康状况，对疾病进行早期诊断，如监测患者体内的血糖水平。

2)靶向治疗

移动式微纳米机器人可以在特定的目标位置精确、可控地释放治疗性生物和化学物质，从而将潜在的副作用降到最低，并且可以输送更多的物质，以便患者更快、更好地恢复健康。

3)外科微创

由内窥镜或机器人辅助的手术显著减少了切口的大小，降低了术后患者的发病率，缩短了恢复时间，并减少了根治性手术带来的负面影响。远程显微操作作为一种治疗模式，可将微创手术的创口减小为局部可控的物理损伤。

每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能，纳米机器人也不例外。可以进入体内，自动抵达病灶并进行治疗的纳米机器人一直是人类梦寐以求的科技和医疗手段。但要适应各种实际需求，纳米机器人还面临诸多挑战。比如受尺寸限制如何将多种功能集到一个机器人上，如何实现在3D平面上对机器人的控制，以及寻找更新的能量转换机制、更强大的无线驱动等等。

二、纳米机器人如何对抗癌症

纳米医疗技术作为一种新兴产业，暂时没有临床上的应用，但是中国科学家早已经根据设想，展开相关实验。

癌症一直是现代社会难以治疗的恶性疾病之一，通过抑制肿瘤血管血液供应而饿死癌细胞即将成为除了常规的放疗、化疗之外的又有一大有效治疗策咯。

科学家们发现一种凝血酶，这种酶可以高效地激活血小板并将纤维蛋白原转化为纤维蛋白，进而诱导血栓形成。但是凝血酶作为一种蛋白质，不能口服，否则会破坏活性，而且它的半衰期短，工作时长短，且会无差别造成所有血管栓塞。如果能够利用这种酶对特定的肿瘤血管进行堵塞，而不进入到其他血管中，就能安全、快速的减缓癌细胞复制和扩散，进一步杀死癌细胞。

与此同时，DNA折纸技术不断发展，这是一种通过短链DNA固定长链DNA，类似与折纸一样，根据不同的功能设想，将DNA链组装成纳米特定结构。于是科学家设计了，以M13噬菌体DNA单链作为模板, 多条互补短链组装成长方形片层纳米结构，并将凝血酶固定在上面，再将片状模板卷起来，形成将凝血酶包裹起来的管状结构。

DNA纳米机器人两端装载有肿瘤靶向核酸适配体AS1411，可特异性识别肿瘤血管内皮细胞标志物核仁素蛋白，相当于一对“接头暗号”，提醒机器人找到了肿瘤血管。同时也是一个钥匙，打开机器人的锁扣，释放其中的凝血酶，产生凝血反应，导致肿瘤细胞缺少养分而死亡。

将纳米机器人注射到荷瘤老鼠的体内，可以将凝血酶高效靶向递送至肿瘤组织，有效治疗癌症小鼠。并且在小鼠和小猪的治疗过程中都没有发现生物毒性。

纳米机器人的成功构建，预示着一种未来人类精准药物设计的全新模式，但是生物体临床试验需要大量的时间和经验，这其中还有很长的路要走，如纳米机器人在体内的吸收与毒性、免疫系统对纳米机器人的免疫反应、其他生物分子的高效送达模式的推广以及设计成本和经济效益等问题。

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