想象一下体积极小的纳米机器人,一茶匙便可装数十亿个。这种超微型机器人可成群注入患者体内——例如最为脆弱的心脏和大脑——进行超精确药物“投送”或者扮演外科医生的角色,在体内为患者实施手术。艺术概念图,展示了一群用于注入体内的纳米机器人,以实现精确给药
在苏黎世的瑞士联邦理工学院,机械工程师布拉德-尼尔森和他的团队已经对纳米机器人进行了长达10年的研究。他在接受美国有线电视新闻网(CNN)采访时表示:“我们正在研制能够利用外部产生的磁场进行引导的超微型机器人,可用于在人体内完成各种工作。”
一个肌细胞躺在纳米机器人“床”上。外科医生如何操控纳米机器人?尼尔森表示:“他们需要接受培训,学习如何使用这种机器人。我们设计了一种直观的界面,可以借助操纵杆控制纳米机器人。”这项技术已经做好进行首批临床试验的准备。
纳米机器人,外形仿照大肠杆菌。尼尔森透露,他们将在2015年进行临床试验。他说:“纳米技术研究领域的科学家积极探索这项技术在其他方面的应用,例如水处理或者环境治理。你可能会操控数百万个纳米机器人,让它们穿过被污染的水域,寻找和处理污染物而后将它们收集在一起。”
在治疗心脏病时,纳米机器人将穿过一根直径2到3毫米的导管,进入需要治疗的特定部位。这种导管技术也可用于大脑以及其他部位,例如肠道和尿道。进入这些部位的最大难度就是一定要达到极高的精确度。出于这个原因,纳米技术长久以来一直被誉为未来对抗癌症的最理想武器。
纳米机器人在绝对无尘室制造,防止它们感染细菌。这种制造方式在很大程度上与电脑芯片类似。尼尔森指出这一次的成功测试给了他们很大鼓励,促使他们探索纳米机器人的其他应用,例如治疗心脏病。
科学家在极为脆弱的环境下对纳米机器人进行活体测试,这个极为脆弱的环境便是眼睛。测试中,它们穿过玻璃体——充满视网膜与晶体之间眼球的无色透明胶状物质——将药物送入视网膜,治疗与衰老有关的疾病,例如黄斑变性。黄斑变性可导致失明。
尼尔森的纳米机器人可能并不携带一把微型手术刀,但它们拥有一些非常独特的东西。它们的外形仿照大肠杆菌,利用被称之为“鞭毛”的旋转尾巴驱动身体前行。
一个装有大肠杆菌的培养皿。细菌拥有一个回转马达。现在,我们还无法制造这种马达,我们没有这方面的技术,但我们能够借助磁场实现相同的目的。我们采用了鞭毛的设计,对其进行磁化,允许机器人游动。
2010年7月1日,美国密西西比州的湾港,墨西哥湾“深水地平线”号的漏油被冲上海岸。在应对漏油事故等环境灾难方面,纳米机器人的效率远超过传统方式
1959年率先提出纳米技术的设想诺贝尔奖得主查德-费曼率先提出利用微型机器人治病的想法。用他的话说,就是“吞下外科医生”。在1959年的演讲《在底部有很多空间》中,他提出了这一想法。虽然没有使用“纳米”这个词,但他实际上阐述了纳米技术的基本概念。
日本研究发现一种可遏制癌细胞转移的基因
(蓝建中)
新华网东京2月14日电(记者蓝建中)日本名古屋市立大学的一个研究小组在新一期的美国在线科学杂志《公共科学图书馆综合卷》上报告说,他们发现人体内一种基因拥有遏制癌细胞转移的功能,这将有助于弄清癌细胞转移的机制并开发出新药。
该校研究生院教授今川正良率领的研究小组注意到,一种名为“fad104”的基因与细胞移动等有关,因此通过实验调查了其是否与癌细胞的转移有关。该基因能促进脂肪细胞分化,在肺的形成过程中,还对II型肺泡上皮细胞的分化和成熟以及骨骼的形成等发挥重要作用。
研究小组发现,癌细胞会借助血管等在体内移动。研究人员对人类恶性黑色素瘤的癌细胞进行处理,减弱了其中“fad104”基因的功能后发现,癌细胞更容易进入实验鼠的血管。相反,如果强化癌细胞中“fad104”基因的功能,并将这种癌细胞注射到实验鼠尾部,癌细胞向肺部的转移则急剧减少。
研究小组指出,这一发现促进了对癌细胞转移分子机制的认识,并有助于推动开发新的治疗药物。