一、納米機器人

　　納米機器人是大小在納米或微米級別的機器人。早在1959年，諾貝爾獎得主理論物理學(xué)家理查德·費曼就率先提出了利用微型機器人治病的想法。而這位大佬在當(dāng)時的另外兩個設(shè)想——存儲信息的微小芯片和探索微觀世界的顯微鏡如今已經(jīng)成為現(xiàn)實。

　　今天，隨著工業(yè)制造技術(shù)的不斷進步，我們已經(jīng)具備加工高精度微小元件的能力。分子納米技術(shù)也是近年來發(fā)展迅猛的技術(shù)之一。以醫(yī)藥領(lǐng)域為例，自從上世紀(jì)60年代納米脂質(zhì)體載藥系統(tǒng)問世以來，納米藥物就一直是新藥研發(fā)的熱門領(lǐng)域。目前，已有多款脂質(zhì)體納米藥物進入市場，還有許多基于不同納米載體(膠束、枝狀聚合物、微針等)的藥物處于臨床研究階段。

　　伴隨人工智能浪潮的興起，醫(yī)用智能納米系統(tǒng)這一多學(xué)科深度交叉融合的前沿領(lǐng)域逐漸成型。2013年，美國喬治亞大學(xué)的趙奕平研究團隊開發(fā)了磁驅(qū)動的納米機器人，通過促進組織纖溶酶原激活劑的遞送加速血栓溶解;同年，新加坡南陽理工大學(xué)的Pumera團隊首次研究了一種自驅(qū)動納米機器人對人體細胞的毒性作用，使納米機器人向臨床應(yīng)用邁出了堅實的一步。此后，越來越多形態(tài)各異，功能豐富的納米機器人設(shè)計相繼問世。

　　二、納米機器人可用于癌癥治療

　　惡性腫瘤是危害人類健康的一大殺手。 腫瘤的血管系統(tǒng)與腫瘤的生長、侵襲及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。 通過阻塞腫瘤血管的營養(yǎng)和氧氣輸運從而“餓死”腫瘤的治療思路目前已廣泛應(yīng)用于肝癌等惡性腫瘤的物理介入治療。 血液中的凝血酶是肌體凝血系統(tǒng)的一種關(guān)鍵酶，能夠快速、高效地誘導(dǎo)血栓形成。如果將凝血酶作為特定的“貨物”裝載在納米機器人的內(nèi)部，通過靶向運輸并精確釋放至腫瘤血管，誘導(dǎo)凝血產(chǎn)生血栓，就可以通過栓塞腫瘤達到高效抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的目的。

　　根據(jù)這種看似“異想天開”的設(shè)想，中國納米科學(xué)中心團隊研制了一種DNA納米機器人，用于運輸凝血酶進行腫瘤治療。其工作原理是利用DNA折紙術(shù)構(gòu)建智能化的分子機器，將“貨物”——凝血酶包裹在分子機器的內(nèi)部空腔，使其處于一種非活性狀態(tài);分子機器兩端裝載“雷達”——核酸適配體，提供靶向識別和定位功能。當(dāng)DNA納米機器人到達腫瘤血管時，納米機器上的“鎖”識別特異標(biāo)志物發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，使得“鎖”從閉合狀態(tài)變?yōu)殚_啟狀態(tài)，整個納米機器由管狀結(jié)構(gòu)打開變?yōu)槠矫娼Y(jié)構(gòu)，暴露出內(nèi)部裝載的“貨物”，進而實現(xiàn)誘導(dǎo)栓塞的功能。

　　中國納米科學(xué)中心團隊在細胞和活體水平分別進行了驗證，結(jié)果顯示這種DNA納米機器人可以實現(xiàn)凝血酶在活體內(nèi)的精準(zhǔn)運輸和定點栓塞，對于很多癌癥都有良好的治療效果。