楊孝文

想象一下體積極小的納米機器人，一個茶匙就能裝數(shù)十億個。這種超微型機器人可以成群注入患者體內(nèi)最為脆弱的器官，例如心臟和大腦，進行超精確的藥物“投送”，甚至還能扮演外科醫(yī)生的角色，在患者體內(nèi)進行手術(shù)。聽起來是不是很科幻？如果你喜歡看老電影的話，應(yīng)該會聯(lián)想到1966年經(jīng)典科幻片《神奇旅程》中的情節(jié)。在這部影片中，四名醫(yī)務(wù)人員乘坐可縮小至微觀尺寸的潛艇，進入一名昏迷的科學家的血管，去挽救他的生命。他們只有一個小時的時間清除威脅科學家生命的血塊。雖然過程比較艱難，但他們成功了，最后通過眼淚離開了這名科學家的身體。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，科學家有望讓《神奇旅程》中的情節(jié)成為現(xiàn)實。

納米技術(shù)的首次醫(yī)學闡述

諾貝爾獎得主、美國物理學家理查德·費曼率先提出利用微型機器人治病的想法。他用了一種非常直白的表達方式，就是“吞下外科醫(yī)生”。在1959年的演講《在底部有很多空間》中，他曾這樣說道：“你可以將機械外科醫(yī)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(xiàn)問題的瓣膜，利用一把小刀將其切掉?！彪m然沒有使用“納米”這個詞，但他實際上闡述了納米技術(shù)的基本概念。

自納米技術(shù)的概念提出后，各國科學家紛紛對其投入研究，并且取得了一系列可喜的成果。

蜘蛛納米機器人

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分子構(gòu)成的蜘蛛納米機器人，它們能夠跟隨脫氧核糖核酸的運行軌跡自由地行走、移動、轉(zhuǎn)向以及停止，并且它們能夠自由地在二維物體的表面行走。這種蜘蛛納米機器人只有4納米長（一納米為一米的十億分之一），比人類頭發(fā)直徑的十萬分之一還小。

雖然之前的納米機器人也實現(xiàn)了行走功能，但不會超過3步。蜘蛛納米機器人卻能行進100納米，相當于50步的距離?？茖W家通過編程，讓其能夠沿著特定的軌道運動。這一進展的強大之處在于：一旦被編程，蜘蛛納米機器人就能夠自動完成任務(wù)，不需要人為介入。

科學家預(yù)測這種蜘蛛納米機器人可以極大限度地用于醫(yī)療事業(yè)，幫助人類識別并殺死癌細胞以達到治療癌癥的目的，還可以幫助人們完成外科手術(shù)，清理動脈血管垃圾等。

“巡邏”納米機器人

以色列科學家目前正在研制一種可以在人體內(nèi)“巡邏”的微型納米機器人，這種機器人在鎖定人體內(nèi)的病變組織后，能夠自動釋放攜帶的藥物。這種技術(shù)的原理是：在編程過程中將某種特定疾病定義為“是”狀態(tài)?！把策墶边^程中，機器人可執(zhí)行一系列計算，檢查所處位置的信使核糖核酸上的疾病指標。如果某種特定疾病的所有指標都滿足，機器人這時會做出應(yīng)該釋放藥物的判斷。如果檢測到的指標并不充分，它就不會釋放藥物。

科學家對這種機器人進行了不斷的改進，并取得了突破性的進展，它現(xiàn)在可以從多種渠道來檢測疾病指標，例如信使核糖核酸、微核糖核酸、蛋白質(zhì)以及多種小分子?？茖W家的目標是：在未來創(chuàng)造大量的“巡邏”納米機器人，讓它們自動且不間斷地在人體內(nèi)“巡邏”，尋找各種疾病信號。

“大腸桿菌”納米機器人

瑞士聯(lián)邦理工學院的機械工程師布拉德·尼爾森和他的團隊已經(jīng)對納米機器人進行了長達10年的研究。他們致力于研制一種能夠利用外部產(chǎn)生的磁場，進行引導(dǎo)的超微型機器人。如果研制成功，這種機器人可以在人體內(nèi)完成各種工作。

尼爾森的納米機器人并沒有攜帶微型手術(shù)刀，但它們擁有一些非常獨特的東西。它們的外形仿照大腸桿菌，利用被稱之為“鞭毛”的旋轉(zhuǎn)尾巴驅(qū)動身體前行。其實，這種奇特的旋轉(zhuǎn)尾巴是不得已而為之，因為細菌都是憑借回轉(zhuǎn)馬達行動的，但以人類目前的技術(shù)還無法制造這種馬達，所以只能借助磁場實現(xiàn)相同的目的。尼爾森團隊采用了鞭毛的設(shè)計，對其進行磁化，用于機器人的靈活游動。

科學家在極為脆弱的環(huán)境下對納米機器人進行了活體測試，這個極為脆弱的環(huán)境便是眼睛。測試中，它們穿過玻璃體（充滿于視網(wǎng)膜與晶體之間的無色透明膠狀物質(zhì)），將藥物送入視網(wǎng)膜，治療與衰老有關(guān)的疾病，例如可導(dǎo)致失明的黃斑變性。

納米機器人在眼球的成功測試給了科學家很大鼓勵，促使他們探索納米機器人的進一步應(yīng)用，例如治療心臟病。在治療心臟病時，納米機器人將穿過一根直徑2毫米～3毫米的導(dǎo)管，進入需要治療的特定部位。進入這些部位的最大難度就是一定要達到極高的精確度。出于這個原因，納米技術(shù)一直被譽為未來對抗癌癥的最理想武器。