納米醫(yī)療機(jī)器人會(huì)成為人類史詩級(jí)的科技創(chuàng)新

　　2. 專食細(xì)菌的納米機(jī)器人(Microbivore)

　　健康的人體血液通常認(rèn)為是一個(gè)無菌環(huán)境。盡管血液中充滿了細(xì)菌所需的營養(yǎng)，但是血液中流動(dòng)的嗜中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞具有吞噬細(xì)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(xì)菌，如咀嚼或刷牙時(shí)，從牙齦縫隙處進(jìn)入血液的口腔共生細(xì)菌，或是當(dāng)皮膚受傷后，從傷口進(jìn)入血液的細(xì)菌。這些細(xì)菌會(huì)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(xì)菌的納米機(jī)器人像血液中的白細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞一樣，采用“消化和釋放”機(jī)制，更快、更有效的殺滅細(xì)菌或類似侵入物，細(xì)菌或病毒感染在幾分鐘至幾小時(shí)內(nèi)就被清除，而人體內(nèi)具有的“噬菌”機(jī)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(gè)月的時(shí)間來徹底清除血液中的細(xì)菌或病毒。此外，納米機(jī)器人也沒有其他潛在的副作用。

　　3. 輔助呼吸的納米機(jī)器人(Respirocyte)

　　輔助呼吸納米機(jī)器人的目標(biāo)是代替血液中紅細(xì)胞的所有重要功能，比如將氧氣從肺部輸送至全身各個(gè)器官，控制血液的酸堿度?？茖W(xué)家Robert Freitas設(shè)計(jì)了Respirocyte納米機(jī)器人，該機(jī)器人可以攜帶90億個(gè)氧分子與二樣氧化碳，這相當(dāng)于人類自然紅細(xì)胞的236倍。通過機(jī)載內(nèi)部的碳酸酸性等化學(xué)傳感器和壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體內(nèi)環(huán)境的檢測，并可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

　　這款機(jī)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(shí)，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(shí)現(xiàn)人類能夠在水中自如憋氣長達(dá)數(shù)小時(shí)之久。

　　4. 可操作DNA的折紙機(jī)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(gè)可運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手、一本能開合的書和一個(gè)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(jī)械的科學(xué)技術(shù)取得突破性進(jìn)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(jì)的短DNA片段進(jìn)行堿基互補(bǔ)，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(jī)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(jì)互補(bǔ)的單元，不需要再擺弄堿基對(duì)進(jìn)行連接，機(jī)器人自己可以被堿基對(duì)激活并捕獲這些單元，從而達(dá)到修復(fù)DNA、植入新基因的目的。

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