未來的醫生：納米機器人

姜申

如果有一天，當你生病的時候，醫生沒給你開藥，沒給你打針，不要覺得奇怪！他們會提供一種特別的醫療方式一一往血液里植入一種微小的機器人，游過動脈和靜脈，運行到適當的系統，直接對感染部位進行治療。不要覺得驚訝，這是新科技，未來的醫生——納米機器人。

納米機器人在許多領域都有著極其廣泛的應用前景，其中最重要、最迫切的就是在醫療衛生領域的應用。有關專家指出，醫用納米機器人可注入人體血管內，進行血管養護、健康檢查、疾病治療和器官修復等，還可從基因中除去有害的DNA（脫氧核糖核酸），或把正常的DNA安裝在基因中，使機體正常運行。

就在全球科技大會上，谷歌X實驗室生命科學小組負責人安德魯·康拉德透露，谷歌正在設計一種納米磁性粒子，這種粒子可以進入人體循環系統，進行癌癥和其他疾病的早期診斷與治療。

未來的醫生

據悉，這種納米磁性粒子就是大名鼎鼎的“納米機器人”。納米機器人的概念最早是由諾貝爾物理學獎得主理查德·費曼1959年提出的。用他的話說，就是“吞下外科醫生”。在1959年的演講《在底部有很多空間》中，他提出了這一想法。雖然沒有使用“納米”這個詞，但他實際上闡述了納米技術的基本概念?？茖W家普遍認為這是對納米技術的第一次概念論證。費曼表示：“你可以將機械外科醫生送入血管，讓它隨著血液流入心臟進行觀察。它能夠找到出現問題的瓣膜，利用一把小刀將其切掉?！?/p>

同時，他還認為，人類未來有可能建造一種分子大小的微型機器，可以把分子甚至單個原子作為建筑構件，在非常細小的空間里構建物質。這意味著人類可以在底層空間制造任何東西。

這不是科幻，而是人類未來的醫學革命。上面描述的這種機器人，可能不久之后就能應用到實際臨床醫學中去，如今不少科學家已經踏上實現這個夢想的征程。不論是能夠終結癌細胞的DNA機器人，還是能夠在體內“巡邏”的“健康衛士”，都在納米尺度世界中完成現有科技條件下無法完成的任務。

理查德·費曼提出的概念，確切地說應該屬于納米操作機器人，其本身體積可能超過了納米級別。但其所能操控的物體屬于納米尺度。谷歌x實驗室研發的納米機器人，則是指自身體積在納米級別內的機器人。肉眼根本看不見，但其作用卻十分重要，可以診斷和治療疾病。

除了谷歌外，在蘇黎世的瑞士聯邦理工學院，機械工程師布拉德·尼爾森和他的團隊已對納米機器人進行了長達10年的研究。他在接受媒體采訪時表示：“我們正在研制能夠利用外部產生的磁場進行引導的超微型機器人，可用于在人體內完成各種工作?！?/p>

據悉，納米機器人在絕對無塵室制造，防止它們感染細菌。這種制造方式在很大程度上與電腦芯片類似。尼爾森指出這一次的成功測試給了他們很大鼓勵，促使他們探索納米機器人的其它應用。如在治療心臟病時，納米機器人將穿過一根直徑2到3毫米的導管，進入需要治療的特定部位。這種導管技術也可用于大腦以及其他部位，例如腸道和尿道。進入這些部位的最大難度就是一定要達到極高的精確度。出于這種原因，納米技術長久以來一直被譽為未來對抗癌癥的最理想武器。

外科醫生如何操控納米機器人？尼爾森表示：“他們需要接受培訓，學習如何使用這種機器人。我們設計了一種直觀的界面，可以借助操縱桿控制納米機器人?！边@項技術已經做好進行首批臨床試驗的準備。他說：“最近，納米技術研究領域的科學家積極探索這項技術在其他方面的應用，例如水處理或者環境治理。你可能會操控數百、數千甚至數百萬個納米機器人，讓它們穿過被污染的水域，尋找和處理污染物而后將它們收集在一起?！?/p>

或將成為治癌的主力

當今機器人已成為科學界的熱門話題，隨著20世紀90年代納米技術的興起，人們對微型機器人的研究便在全世界范圍內開花，特別是對納米機器人在生物醫學上的應用研究。21世紀是生命科學的時代，納米技術與生物醫學結合而形成的納米生物學將是21世紀生命科學的重要組成部分，而納米機器人將是納米生物學中最具誘惑力的成就。

納米機器人的研制屬于分子仿生學范疇，它根據分子水平的生物學原理設計制造，并在納米空間控制、操作。它可以精確殺死癌細胞，疏通血栓，清除動脈內的脂肪沉積，清潔傷口，粉碎結石等。以色列科學家目前研制了一種微型納米機器人，它可以在人體內“巡邏”，在鎖定病灶后自動釋放所攜帶的藥物。當你感冒時，醫生不用給你打針吃藥，而是給你在血液里植入納米機器人，這種機器人在體內探測感冒病毒的源頭，并到達病毒所在處，直接釋放藥物殺滅病毒。

早在2010年5月，美國哥倫比亞大學的科學家成功研制出一種由脫氧核糖核酸（DNA）分子構成的納米蜘蛛機器人，它們能夠跟隨DNA的運行軌跡自由地行走、移動、轉向以及停止，并且它們能夠自由地在二維物體的表面行走。這種納米蜘蛛機器人只有4納米長，比人類頭發直徑的十萬分之一還要小。2012年7月美國佛羅里達大學的科學家研制出一種能夠100%殺滅丙肝病毒的納米機器人。再如，2013年6月日本東北大學的科學家開發成功可摧毀癌細胞的納米機器人；同年12月韓國全南大學的科學家研發出可對大腸癌、乳腺癌、胃癌、肺癌和肝癌等高發性癌癥進行診斷和治療的納米機器人。

事實上，有關于納米機器人運用到醫療領域的研究，中國早已經開始。我國中科院沈陽自動化研究所成功研制了一臺納米微操作的機器人系統樣機，可在納米尺度上切割細胞染色體。這種機器人在很多性能方面處于世界先進水平。我國重慶某研究所研制的名為“OMOM膠囊內鏡系統”的納米機器人醫生，它可以鉆進人的肚子里，把人體內的圖像傳到電腦屏幕上，這項技術全球領先。納米機器人醫生不但具有檢查方便、無創傷、無痛苦、無交叉感染、不影響患者的正常工作等特點，還可以改善人類的大腦功能，未來的人類將會成為“新人類”。當然，納米機器人不只是治感冒，它還可以精確找到癌細胞，并殺死它，我國東南大學十多年前就開始這項科研工作了。

但迄今為止，醫用納米機器人目前仍處于研發試驗階段，還未能進入臨床實用階段；不過可以肯定的是，在不久的將來，納米機器人將會給醫學帶來巨大的變革，未來或將成為治癌的主力。我國著名學者周海中教授曾發表文章預言，到21世紀中葉，納米機器人將徹底改變人類的勞動和生活方式。用不了多久，分子大小的納米機器人將源源不斷地進入人類的日常生活。