什么是纳米机器人?纳米机器人如何助力药物传输?

机器人" target="_blank">纳米机器人将是下述内容的主要介绍对象，通过这篇文章，小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解，详细内容如下。

一、纳米机器人

“纳米机器人”是机器人工程学的一种新兴科技，纳米机器人的研制属于“分子纳米技术(Molecular nanotechnology，简称MNT)”的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。

纳米机器人的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计，开发“在体”或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另种方式的纳米机器人技术。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下4个方面：

1、在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。

2、在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。

3、纳米机器人的研制。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。

4、纳米尺度调整杀死变异的癌变细胞，通过外部激光器指引，精确计算找到出辐射超标的癌变细胞，利用先进的生物细胞溶解技术将可能病变的细胞溶解成化学分子元素，并通过特定传感器系统精确的核查后，将细胞组分成功进入健康细胞中，完成坏死细胞与成功健康细胞的转换。

二、人工微管可助微纳米机器人“逆流而上”

在现有的微创治疗中，医用导管是最稳定可靠的递送方案，药物可以通过一个封闭的管道到达指定的位置。然而，到目前为止，这种封闭的传输方案很难被小型化，因为在小尺度下，流体的粘滞阻力会非常显著，以至于药物没有办法“逆流而上”。

为了克服这些障碍，顾红日及其同事从生物学中寻找灵感：“微管是细胞骨架的一部分，它使用蛋白马达将囊泡运输到细胞中的不同位置。这些蛋白马达并不需要一个封闭的环境，相反，他们通过和微管的相互作用沿着微管一步一步前进。”

受此启发，顾红日等人说干就干，试图通过设计磁性人工微管和磁性微纳米机器人复制相似的传输过程。

并不似其名——人工微管并没有管状的结构，而是实心的纤维内嵌了许多小磁体。虽然它只有 80 微米宽，但可以有几厘米长，像一根头发丝一样。通过施加旋转磁场，磁性微纳机器人可以与小磁体相互作用，并用磁力有效地推进。与现有技术相比，在同样的驱动频率下快了大概一个数量级。

研究人员还发现，人工微管可以做到逆流而上，甚至在甘油中也可以快速移动。研究还发现了一种“集群运动模式”， 微小的磁性颗粒可以通过自组织，变成大型的颗粒簇，通过粒子相互推动，更加有效和快速地沿着人工微管移动。

尽管在成像、材料、驱动、控制和导航方面取得了诸多进步，但由于人体环境的高度复杂性和这些过程的低可靠性，在体内驱动微纳米机器人仍然非常具有挑战性。通过引入人工微管，我们相信这些“微型机器人的微型高速公路”可以为帮助已有的磁性微型机器人，通过结合已有的微型导管和导航技术，让未来的精准医疗更进一步。

作者在论文中介绍了人工微管在微血管网络中应用的场景。首先，将微导管(直径~0.5?mm)插入至其无法进入较小血管的极限处。然后，将人工微管(直径 ~0.05?mm)推出，并以磁性方式将其引导至细小的血管分支，并通过驱动微型载药机器人到达目标肿瘤。与自由游动的微型机器人相比，微型机器人沿人工微管的运输速度更快、更稳健。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对纳米机器人已经具备了初步的认识，最后的最后，祝大家有个精彩的一天。