納米醫(yī)療機器人會成為人類史詩級的科技創(chuàng)新
2. 專食細菌的納米機器人(Microbivore)
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201608/296140.htm健康的人體血液通常認為是一個無菌環(huán)境。盡管血液中充滿了細菌所需的營養(yǎng),但是血液中流動的嗜中性粒細胞和單核細胞具有吞噬細菌的能力,形成具有微生物抵抗能力的免疫防線。當(dāng)然,血液中仍然可能存在少量細菌,如咀嚼或刷牙時,從牙齦縫隙處進入血液的口腔共生細菌,或是當(dāng)皮膚受傷后,從傷口進入血液的細菌。這些細菌會引起諸如膿毒病、敗血癥、革蘭氏陽性菌血癥、寄生蟲血病等疾病。專食細菌的納米機器人像血液中的白細胞和嗜中性粒細胞一樣,采用“消化和釋放”機制,更快、更有效的殺滅細菌或類似侵入物,細菌或病毒感染在幾分鐘至幾小時內(nèi)就被清除,而人體內(nèi)具有的“噬菌”機制的防御體系,即使在有抗生素參與的情況下,也仍舊需要幾周或幾個月的時間來徹底清除血液中的細菌或病毒。此外,納米機器人也沒有其他潛在的副作用。

3. 輔助呼吸的納米機器人(Respirocyte)
輔助呼吸納米機器人的目標(biāo)是代替血液中紅細胞的所有重要功能,比如將氧氣從肺部輸送至全身各個器官,控制血液的酸堿度??茖W(xué)家Robert Freitas設(shè)計了Respirocyte納米機器人,該機器人可以攜帶90億個氧分子與二樣氧化碳,這相當(dāng)于人類自然紅細胞的236倍。通過機載內(nèi)部的碳酸酸性等化學(xué)傳感器和壓力傳感器,實現(xiàn)對人體內(nèi)環(huán)境的檢測,并可以對機器人進行遠程控制。
這款機器人不僅可以應(yīng)用于貧血癥的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失等醫(yī)療領(lǐng)域,還能使得人類在跑步時,得以全力沖刺整整15分鐘而身體并不感覺到疲憊。這一程度的供氧量也可以實現(xiàn)人類能夠在水中自如憋氣長達數(shù)小時之久。

4. 可操作DNA的折紙機器人(Origami nanorobot)
德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)發(fā)明了最新的DNA納米裝置,它包括一個可運動的機械手、一本能開合的書和一個可切換的齒輪。這意味著利用DNA編程制造納米結(jié)構(gòu)和機械的科學(xué)技術(shù)取得突破性進展。
據(jù)TUM的教授Hendrik Dietz表明:“傳統(tǒng)的DNA折紙術(shù)是通過將一條長的噬菌體單鏈DNA與一系列經(jīng)過設(shè)計的短DNA片段進行堿基互補,可控地構(gòu)造出高度復(fù)雜的納米圖案或結(jié)構(gòu)。而折紙納米機器人就像兒童的樂高積木玩具一樣,可科學(xué)家只需要設(shè)計互補的單元,不需要再擺弄堿基對進行連接,機器人自己可以被堿基對激活并捕獲這些單元,從而達到修復(fù)DNA、植入新基因的目的。

圖為三維 DNA 折紙納米機器人進行DNA雜交(意大利烏迪內(nèi)大學(xué))
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