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納米機(jī)器人把原子級(jí)別藥物輸入細(xì)胞

佚名 2024-05-26 10:02:07

納米機(jī)器人把原子級(jí)別藥物輸入細(xì)胞

“超高的定位精度,在超過(guò)厘米以上的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)仍能保證納米以下的定位精度

?div id="jfovm50" class="index-wrap">!?016世界機(jī)器人大會(huì)上
,由哈工大機(jī)器人集團(tuán)研制的具備位移反饋傳感器的納米操作機(jī)器人引發(fā)了人們的關(guān)注

據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹

,納米操作機(jī)器人具備位置檢測(cè)傳感器
,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)可編程運(yùn)動(dòng)
,并具備多種功能強(qiáng)大的附加模塊。與傳統(tǒng)機(jī)器人相比
,納米操作機(jī)器人具有超級(jí)靈敏
、超高精確等特點(diǎn),可以在極微小尺度下完成傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法實(shí)現(xiàn)的各種觀測(cè)
、表征和操控作業(yè)
,堪稱“無(wú)微不至”。

納米技術(shù)近年來(lái)一直是科技發(fā)展的制高點(diǎn)之一

,加拿大工程院院士
、多倫多大學(xué)教授孫鈺表示,過(guò)去的十年微納機(jī)器人取得了巨大進(jìn)展
,在自動(dòng)化控制
、生物醫(yī)學(xué)、納米制造等領(lǐng)域都有許多重要的研究和突破

孫鈺介紹

,通過(guò)納米技術(shù),可將原子級(jí)別的藥物輸入細(xì)胞中
,觀察這些藥物對(duì)細(xì)胞的效果
,以往一天才能做十個(gè)細(xì)胞的測(cè)試,現(xiàn)在一個(gè)小時(shí)可以測(cè)試一千個(gè)細(xì)胞
。機(jī)器人通過(guò)這種微操控的形式對(duì)藥物進(jìn)行測(cè)試
,使測(cè)試的效率大大提升
,并且能夠讓老藥有一些新用法。

近年來(lái)

,哈工大機(jī)器人集團(tuán)主要圍繞智慧工廠
、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人
、特種機(jī)器人四大方向進(jìn)行發(fā)展
。其中,納米操作機(jī)器人
、微納牛力測(cè)試儀等產(chǎn)品
,彰顯了機(jī)器人領(lǐng)域的前沿技術(shù)實(shí)力。有材料科學(xué)家提出
,未來(lái)的制造業(yè)或許也將是原子級(jí)別甚至是納米級(jí)別的制造
,納米機(jī)器人的操控將會(huì)發(fā)揮非常大的作用

第二代納米機(jī)器人是直接把原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的什么

第二代納米機(jī)器人是直接把原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置

“納米機(jī)器人”是機(jī)器人工程學(xué)的一種新興科技,納米機(jī)器人的研制屬于“分子納米技術(shù)(Molecularnanotechnology

,簡(jiǎn)稱MNT)”的范疇
,它根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型,設(shè)計(jì)制造可對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”

納米機(jī)器人的設(shè)想

,是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理,發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象
,研制可編程的分子機(jī)器人
。合成生物學(xué)對(duì)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)與基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重新設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)“在體”或“濕”的生物計(jì)算機(jī)或細(xì)胞機(jī)器人
,從而產(chǎn)生了另種方式的納米機(jī)器人技術(shù)

納米生物學(xué)的設(shè)想,是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理

,發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象
,研制可編程的分子機(jī)器人,也稱納米機(jī)器人
。涉及的內(nèi)容可歸納為以下4個(gè)方面:

1

、在納米尺度上了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的聯(lián)系。

2

、在納米尺度上獲得生命信息
,例如,利用掃描隧道顯微鏡獲取細(xì)胞膜和細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)信息等

3

、納米機(jī)器人的研制
。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容,第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體
,這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)
,進(jìn)行健康檢查和疾病治療。還可以用來(lái)進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作
、作整容手術(shù)
、從基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安裝在基因中
,使機(jī)體正常運(yùn)行

第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置,第三代納米機(jī)器人將包含有納米計(jì)算機(jī)

,是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的裝置

4、納米尺度調(diào)整殺死變異的癌變細(xì)胞

,通過(guò)外部激光器指引
,精確計(jì)算找到出輻射超標(biāo)的癌變細(xì)胞,利用先進(jìn)的生物細(xì)胞溶解技術(shù)將可能病變的細(xì)胞溶解成化學(xué)分子元素
,并通過(guò)特定傳感器系統(tǒng)精確的核查后
,將細(xì)胞組分成功進(jìn)入健康細(xì)胞中,完成壞死細(xì)胞與成功健康細(xì)胞的轉(zhuǎn)換

納米機(jī)器人真的能殺死癌細(xì)胞嗎?

理論上是可以的

不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)還有待開(kāi)發(fā)
。納米技術(shù)是一門研究物質(zhì)如何在1到100納米的分子尺度上變化的科學(xué)。納米有多?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?想象你手里拿著一條1米長(zhǎng)的線。現(xiàn)在
,試著剪一厘米(一米的1%)的線
,拿在手里。這很簡(jiǎn)單
。但是如果你被要求切割十億分之一米呢
?這簡(jiǎn)直是不可能的!我們甚至不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)室顯微鏡看到這么小的東西
。然而
,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家現(xiàn)在可以很容易地獲得納米粒子

納米機(jī)器學(xué)是納米技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)理論分支

,主要研究的是納米機(jī)器人
。 

細(xì)胞對(duì)不同的生長(zhǎng)信號(hào)做出反應(yīng)

,并由身體系統(tǒng)控制
。正常的細(xì)胞生長(zhǎng)需要遺傳信號(hào)的完美平衡,以使其在后期完成增殖和凋亡
。然而
,癌細(xì)胞似乎對(duì)這些細(xì)胞信號(hào)視而不見(jiàn),反而以不受控制的方式增殖
。這些癌細(xì)胞開(kāi)始抵抗控制分化和快速分裂的細(xì)胞信號(hào)
,并侵入其他健康組織。它們還將暫時(shí)建立新的血管
,為自己提供供給并促進(jìn)增殖

納米醫(yī)學(xué)是一門使用納米設(shè)備診斷、預(yù)防和治療各種疾病的科學(xué)

。它的出現(xiàn)改變了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的面貌
。這些微小的納米粒子能夠以最小的副作用改變身體的動(dòng)態(tài)。

亞利桑那州立大學(xué)利用小鼠腫瘤模型進(jìn)行了一項(xiàng)研究

,以準(zhǔn)確展示納米機(jī)器人是如何殺死癌細(xì)胞的
。這些納米機(jī)器人的目標(biāo)是一種叫做核蛋白的蛋白質(zhì)
,它只存在于癌細(xì)胞的表面
納米機(jī)器人附著于癌細(xì)胞后,會(huì)將凝血酶釋放到細(xì)胞中
,從而切斷癌細(xì)胞的血液供應(yīng)并摧毀腫瘤
。納米機(jī)器人工作速度快,數(shù)量多
,完全包圍腫瘤

所以說(shuō)納米機(jī)器人是可以消滅癌細(xì)胞的。

納米機(jī)器人長(zhǎng)什么樣子

納米機(jī)器人,一個(gè)最前沿的研究領(lǐng)域

。它是一種借助最先進(jìn)的芯片和納米技術(shù)
,在原子水平上精確地建造和操縱物體的機(jī)器人。

現(xiàn)在
,人類已經(jīng)可以通過(guò)3D打印
,一次制造出幾十萬(wàn)個(gè)納米機(jī)器人,在人類無(wú)法進(jìn)行操作的分子層面上對(duì)原子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一系列操作
。而對(duì)納米機(jī)器人的運(yùn)用
,現(xiàn)在最重要的一個(gè)領(lǐng)域
,是醫(yī)學(xué)。

第一步
,巡察:在你的血管里放進(jìn)500萬(wàn)個(gè)納米機(jī)器人
,這些納米機(jī)器人能夠24小時(shí)在人體內(nèi)巡邏,一旦發(fā)現(xiàn)病灶就立即鎖定
,確認(rèn)后釋放所攜帶的藥物


現(xiàn)在,以色列科學(xué)家正在研制一種微型納米機(jī)器人
,它可以在人體內(nèi)“巡邏”
,在鎖定病灶后自動(dòng)釋放所攜帶的藥物。



這種機(jī)器人目前取得了突破性的進(jìn)展

,它可以從多種渠道來(lái)檢測(cè)疾病指標(biāo)
,例如mRNA、微核糖核酸(miRNA)
、蛋白質(zhì)以及多種小分子


科學(xué)家的目標(biāo)是:在未來(lái)創(chuàng)造大量這種納米機(jī)器人,讓它們自動(dòng)且不間斷地在身體內(nèi)巡邏
,尋找各種疾病信號(hào)
。同時(shí),利用納米機(jī)器人從多種渠道直接探測(cè)疾病指標(biāo)
,讓診斷更為精確


例如,當(dāng)感冒病毒被檢測(cè)出
,納米機(jī)器人便可主動(dòng)打破此病毒分子層上的原子結(jié)構(gòu)
,從而抑制病情深入發(fā)展。這樣一來(lái)
,潛在病人便不致產(chǎn)生打噴嚏
、咳嗽等癥狀。

如果納米機(jī)器人在未來(lái)能夠修復(fù)并維護(hù)人類的免疫系統(tǒng)
,那么我們很可能再也不會(huì)得病
。因?yàn)樗軌?4小時(shí)不間斷地在體內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作、先行評(píng)估疾病等級(jí)以及采取諸如輸送藥物等必要措施


第二步
,治療:醫(yī)生可以利用細(xì)菌般大小的機(jī)器人來(lái)治療從心臟病到癌癥的各種疾病:注入血管清理血液
,修復(fù)以現(xiàn)有水平難以修復(fù)的最小細(xì)胞
,乃至清除癌變。

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)研發(fā)的納米機(jī)器人
,它可以像孫悟空一樣進(jìn)入人體內(nèi)部
,成功清除了血樣里的一種“超級(jí)細(xì)菌”和毒素




在測(cè)試中,研究人員使用納米機(jī)器人來(lái)處理被 MRSA 及其毒素污染的血液樣本

。五分鐘后
,這些血液樣本比對(duì)照樣本的細(xì)菌和毒素少三倍。

隨著這一技術(shù)的發(fā)展完善
,今后納米機(jī)器人將在你的血管里面來(lái)回巡視
,對(duì)你的血管進(jìn)行監(jiān)督調(diào)理,從此就你擺脫了心臟病腦中風(fēng)的威脅




再如

,美國(guó)國(guó)防部DARPA(美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局)正致力于一項(xiàng)In Vivo Nanoplatform(體內(nèi)納米載體平臺(tái))項(xiàng)目,以幫助美國(guó)士兵快速診斷和治療多種疾病
,利用納米顆粒修復(fù)器官損傷


谷歌科學(xué)家kurzweil認(rèn)為,到了2020年左右
,人類的免疫系統(tǒng)可將由納米機(jī)器人(Nanorobot)進(jìn)行接管
,再接著,到了2030年
,納米機(jī)器人可以把病原體
,腫瘤等一系列免疫系統(tǒng)錯(cuò)誤進(jìn)行修正。

第三步
,提升:納米技術(shù)的價(jià)值并不僅僅體現(xiàn)為終結(jié)所有疾病
。科學(xué)家正在研究如何將其運(yùn)用在人類生理機(jī)能的提升方面


納米技術(shù)的前驅(qū)羅伯特﹒弗雷塔斯(Robert Freitas)已設(shè)計(jì)出一款名為Respirocyte的納米機(jī)器人
,它可以攜帶90億個(gè)氧分子與二氧化碳分子
,為一般紅血球攜帶量的200倍




這一發(fā)明,使得人類在跑步時(shí)

,得以全力沖刺整整15分鐘而體感并不疲憊
。這一程度的供氧量也等同于,人類能夠在水中自如憋氣長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)之久


今后
,隨著人類的老化,失去活性的細(xì)胞
、組織和肌肉群將不斷退化
,納米機(jī)器人可以依照給定的程序?qū)@些目標(biāo)進(jìn)行修復(fù)、替換和調(diào)整


也就是說(shuō)
,在未來(lái)的十來(lái)年時(shí)間里
,只要你沒(méi)碰上天災(zāi)人禍,你就可以長(zhǎng)命百歲了
。更加令人神奇的是
,不要延緩衰老,干脆返老還童
,還可以讓八十歲的你
,看上去只有五十歲的樣子。

第四步
,超人:讓大量納米機(jī)器人
,覆蓋人的大腦,構(gòu)成一個(gè)電極網(wǎng)
,進(jìn)而形成新的大腦皮層
,直接讀取或輸入大腦信號(hào)!

望采納

,謝謝

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