微型医疗机器人：科幻照进现实

秸秆颗粒机参考消息网6月18日报道 美媒称，研究人员即将制造出能在秸秆颗粒机血液中游动的微型医疗机器人。

据美国《发现》月刊网站6月7日报道，人们经常谈论技术进步，说一切都变得越来越小（电视除外）。更好的设计和制造技术让生产更微型的零部件成为可能，手机、电秸秆颗粒机脑和家用电器等设备自最早研发出来后尺寸不断缩小。但一些科学家正在将这一概念推向极致，最终目标是将技术带到一个全新领域：我们身体内部。

虽然心脏起搏器、动脉支架等很多设备都很常见，但医学研究人员一直梦想创造出小到[文]能在血液中游动的设备，从而为治疗和诊断开辟新的可能性。这种机器人体积将小于1[章]毫米，而且通常要小得多。例如，在纳米机器人领域，大小大多是几十亿分之一米。

来趟人体旅行

上了一定年纪的人或许会回想起1966年的电影《神奇旅程》，影片讲述了医生秸秆颗粒机们被缩小到微观尺寸，进入一名生病的科学家体内进行手术的故事。年青一代或许会想到儿童系列动画片《神奇校车》，其中弗里兹尔小姐把神奇校车缩小，进入到一名学生的身体里。

虽然在微型医疗机器人领域并不可能把人缩小，但这一概念的秸秆颗粒机科幻小说版本很好地阐述了基本理念。长度只有几微米或几纳米的微型机器人可以安装在人体基础结构内，精确执行医学任务。微型机器人可以在血管中游动，清除危险血栓，或者直接将抗癌药物输送到肿瘤中。未来到医院看病可能不用手术，秸秆颗粒机而是吃一片药观察观察就好了。

纳米机器人领域可以追溯到1959年物理学家理查德·费曼的一次讲座，他在讲座中设想了这样一个世界，即先进技术使得科学家能够在物理上操纵原子——物质的基本构成要素。这篇题为《底部有很大空间：进入新物理学秸秆颗粒机领域的邀请》的重要报告提出了这样一种可能性，即人类可以制造出小到几乎看不见的机器。

虽然技术需要几十年时间才跟上，但科学家们最终开始探索他们能创造出多小的机器人。事实证明，答案是确实相当小。如今，研究人员创造出了纳米级、秸秆颗粒机比红细胞还小的机器人。

挑战与众不同

该领域的首批论文之一于1998年发表，论文提出一种用金刚石制造人造红细胞的设[来]计，并称其向组织输送的氧气量可达人体红细胞的236倍。

在此后几年里，科学家开始解决微型医疗机器人带来的独特挑战：从如秸秆颗粒机何给微型机器人供电到防止其被人体破坏。虽然我们还没有达到让微型机器人参与临床试验的地步，但这个领域可能正在接近这一程度。今天的研究人员说，他们能够在模拟条件下将微型机器人注入，为其提供动力并加以控制。这些机器人看秸秆颗粒机上去与我们所习惯的不同——事实上，许多机器人几乎完全由小金属珠子构成。但应用范围可能很广。

创造一种能够在人体内移动的机器人意味着面对普通机器人不会面对的挑战。首先，传统电池和电机尺寸不可能这么小，因此工程师必须设计全秸秆颗粒机新方法来为机器人提供动力并使其移动。在人体如此小的范围内，重力不再重要；相反，微型机器人必须与涌动的血流作斗争，对抗静电力量的推拉。对一些最小的机器人来说，布朗运动，即热能带来的随机运动，足以妨碍它们的移动。

许多研究人员秸秆颗粒机向自然界寻求灵感。一些微型机器人利用基于细菌鞭毛的设计来移动。其他人则完全借鉴生物学，将他们的机器与活细胞结合起来创造出类似半机器人的混合体，在人体内移动。例如，一篇论文描述了把细菌附在塑料珠子上当做微型马达一样使用。秸秆颗粒机不同的微型机器人设计利用人体内存在的酶或葡萄糖和氧作为动力。这样做的优势在于，这种机器人可以利用自身燃料游动。

另一种在人体内移动机器人的方式是使用外力。一些科学家正在探索如何利用磁场在人体内移动金属珠子。一秸秆颗粒机个研究小组的报告说，他们可以通过这种方式控制不同形状的一群小球，有可能通过身体内部管道操纵它们到达目标。另一个团队则把金属珠子与干细胞结合起来，然后它们能够在血管这一狭小通道中运动。

应用前景可期

随着研究人员真正秸秆颗粒机接近在人体内部使用微型机器人，他们测试了一系列可能的应用。微型医疗机器人可以将药物送到特定位置，从而提高有效浓度，同时减少其他地方的副作用。微型医疗机器人还可以把抗癌药，比如放射性物质，直接送到肿瘤中，有选择地杀死癌细胞。秸秆颗粒机它们可以把有危险的斑块从动脉壁上刮出，以预防心脏病，也可以充当支架，帮助神经或血管再生。

另一个进步是，来自中国的一组研究人员报告说，他们能够创造出可以穿过血脑屏障的微型机器人。他们用大肠杆菌薄膜包裹的磁性纳米凝秸秆颗粒机胶携带药物。当他们将这种包裹的纳米凝胶注入老鼠体内时，来自其免疫系统的嗜中性粒细胞将它们误认为是入侵细菌并吞下。然后，研究人员就能够利用磁场在老鼠血液中让含有微型机器人的嗜中性粒细胞游走，并最终进入老鼠大脑。研究团队说，秸秆颗粒机这项技术有朝一日可以用来治疗脑肿瘤。

迄今为止最小的微型医疗机器人是美国得克萨斯大学圣安东尼奥校区研究人员研制出来的。这种纳米复合材料颗粒直径只有120纳米，可以由磁场控制，而且足够小。研究人员说，它们可以用来推动单个细胞。这种用例还没有实现，但可能很快就会到来。它包含了费曼关于操纵我们世界基本构成要素最初设想的一些闪光点。与当时的情况一样，底部还有很大空间。