秸稈顆粒機(jī)參考消息網(wǎng)6月18日?qǐng)?bào)道 美媒稱，研究人員即將制造出能在秸稈顆粒機(jī)血液中游動(dòng)的微型醫(yī)療機(jī)器人。

據(jù)美國(guó)《發(fā)現(xiàn)》月刊網(wǎng)站6月7日?qǐng)?bào)道，人們經(jīng)常談?wù)摷夹g(shù)進(jìn)步，說(shuō)一切都變得越來(lái)越小（電視除外）。更好的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)讓生產(chǎn)更微型的零部件成為可能，手機(jī)、電秸稈顆粒機(jī)腦和家用電器等設(shè)備自最早研發(fā)出來(lái)后尺寸不斷縮小。但一些科學(xué)家正在將這一概念推向極致，最終目標(biāo)是將技術(shù)帶到一個(gè)全新領(lǐng)域：我們身體內(nèi)部。

雖然心臟起搏器、動(dòng)脈支架等很多設(shè)備都很常見(jiàn)，但醫(yī)學(xué)研究人員一直夢(mèng)想創(chuàng)造出小到[文]能在血液中游動(dòng)的設(shè)備，從而為治療和診斷開(kāi)辟新的可能性。這種機(jī)器人體積將小于1[章]毫米，而且通常要小得多。例如，在納米機(jī)器人領(lǐng)域，大小大多是幾十億分之一米。

來(lái)趟人體旅行

上了一定年紀(jì)的人或許會(huì)回想起1966年的電影《神奇旅程》，影片講述了醫(yī)生秸稈顆粒機(jī)們被縮小到微觀尺寸，進(jìn)入一名生病的科學(xué)家體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)的故事。年青一代或許會(huì)想到兒童系列動(dòng)畫(huà)片《神奇校車》，其中弗里茲爾小姐把神奇校車縮小，進(jìn)入到一名學(xué)生的身體里。

雖然在微型醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域并不可能把人縮小，但這一概念的秸稈顆粒機(jī)科幻小說(shuō)版本很好地闡述了基本理念。長(zhǎng)度只有幾微米或幾納米的微型機(jī)器人可以安裝在人體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，精確執(zhí)行醫(yī)學(xué)任務(wù)。微型機(jī)器人可以在血管中游動(dòng)，清除危險(xiǎn)血栓，或者直接將抗癌藥物輸送到腫瘤中。未來(lái)到醫(yī)院看病可能不用手術(shù)，秸稈顆粒機(jī)而是吃一片藥觀察觀察就好了。

納米機(jī)器人領(lǐng)域可以追溯到1959年物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼的一次講座，他在講座中設(shè)想了這樣一個(gè)世界，即先進(jìn)技術(shù)使得科學(xué)家能夠在物理上操縱原子——物質(zhì)的基本構(gòu)成要素。這篇題為《底部有很大空間：進(jìn)入新物理學(xué)秸稈顆粒機(jī)領(lǐng)域的邀請(qǐng)》的重要報(bào)告提出了這樣一種可能性，即人類可以制造出小到幾乎看不見(jiàn)的機(jī)器。

雖然技術(shù)需要幾十年時(shí)間才跟上，但科學(xué)家們最終開(kāi)始探索他們能創(chuàng)造出多小的機(jī)器人。事實(shí)證明，答案是確實(shí)相當(dāng)小。如今，研究人員創(chuàng)造出了納米級(jí)、秸稈顆粒機(jī)比紅細(xì)胞還小的機(jī)器人。

挑戰(zhàn)與眾不同

該領(lǐng)域的首批論文之一于1998年發(fā)表，論文提出一種用金剛石制造人造紅細(xì)胞的設(shè)[來(lái)]計(jì)，并稱其向組織輸送的氧氣量可達(dá)人體紅細(xì)胞的236倍。

在此后幾年里，科學(xué)家開(kāi)始解決微型醫(yī)療機(jī)器人帶來(lái)的獨(dú)特挑戰(zhàn)：從如秸稈顆粒機(jī)何給微型機(jī)器人供電到防止其被人體破壞。雖然我們還沒(méi)有達(dá)到讓微型機(jī)器人參與臨床試驗(yàn)的地步，但這個(gè)領(lǐng)域可能正在接近這一程度。今天的研究人員說(shuō)，他們能夠在模擬條件下將微型機(jī)器人注入，為其提供動(dòng)力并加以控制。這些機(jī)器人看秸稈顆粒機(jī)上去與我們所習(xí)慣的不同——事實(shí)上，許多機(jī)器人幾乎完全由小金屬珠子構(gòu)成。但應(yīng)用范圍可能很廣。

創(chuàng)造一種能夠在人體內(nèi)移動(dòng)的機(jī)器人意味著面對(duì)普通機(jī)器人不會(huì)面對(duì)的挑戰(zhàn)。首先，傳統(tǒng)電池和電機(jī)尺寸不可能這么小，因此工程師必須設(shè)計(jì)全秸稈顆粒機(jī)新方法來(lái)為機(jī)器人提供動(dòng)力并使其移動(dòng)。在人體如此小的范圍內(nèi)，重力不再重要；相反，微型機(jī)器人必須與涌動(dòng)的血流作斗爭(zhēng)，對(duì)抗靜電力量的推拉。對(duì)一些最小的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，布朗運(yùn)動(dòng)，即熱能帶來(lái)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，足以妨礙它們的移動(dòng)。

許多研究人員秸稈顆粒機(jī)向自然界尋求靈感。一些微型機(jī)器人利用基于細(xì)菌鞭毛的設(shè)計(jì)來(lái)移動(dòng)。其他人則完全借鑒生物學(xué)，將他們的機(jī)器與活細(xì)胞結(jié)合起來(lái)創(chuàng)造出類似半機(jī)器人的混合體，在人體內(nèi)移動(dòng)。例如，一篇論文描述了把細(xì)菌附在塑料珠子上當(dāng)做微型馬達(dá)一樣使用。秸稈顆粒機(jī)不同的微型機(jī)器人設(shè)計(jì)利用人體內(nèi)存在的酶或葡萄糖和氧作為動(dòng)力。這樣做的優(yōu)勢(shì)在于，這種機(jī)器人可以利用自身燃料游動(dòng)。

另一種在人體內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的方式是使用外力。一些科學(xué)家正在探索如何利用磁場(chǎng)在人體內(nèi)移動(dòng)金屬珠子。一秸稈顆粒機(jī)個(gè)研究小組的報(bào)告說(shuō)，他們可以通過(guò)這種方式控制不同形狀的一群小球，有可能通過(guò)身體內(nèi)部管道操縱它們到達(dá)目標(biāo)。另一個(gè)團(tuán)隊(duì)則把金屬珠子與干細(xì)胞結(jié)合起來(lái)，然后它們能夠在血管這一狹小通道中運(yùn)動(dòng)。

應(yīng)用前景可期

隨著研究人員真正秸稈顆粒機(jī)接近在人體內(nèi)部使用微型機(jī)器人，他們測(cè)試了一系列可能的應(yīng)用。微型醫(yī)療機(jī)器人可以將藥物送到特定位置，從而提高有效濃度，同時(shí)減少其他地方的副作用。微型醫(yī)療機(jī)器人還可以把抗癌藥，比如放射性物質(zhì)，直接送到腫瘤中，有選擇地殺死癌細(xì)胞。秸稈顆粒機(jī)它們可以把有危險(xiǎn)的斑塊從動(dòng)脈壁上刮出，以預(yù)防心臟病，也可以充當(dāng)支架，幫助神經(jīng)或血管再生。

另一個(gè)進(jìn)步是，來(lái)自中國(guó)的一組研究人員報(bào)告說(shuō)，他們能夠創(chuàng)造出可以穿過(guò)血腦屏障的微型機(jī)器人。他們用大腸桿菌薄膜包裹的磁性納米凝秸稈顆粒機(jī)膠攜帶藥物。當(dāng)他們將這種包裹的納米凝膠注入老鼠體內(nèi)時(shí)，來(lái)自其免疫系統(tǒng)的嗜中性粒細(xì)胞將它們誤認(rèn)為是入侵細(xì)菌并吞下。然后，研究人員就能夠利用磁場(chǎng)在老鼠血液中讓含有微型機(jī)器人的嗜中性粒細(xì)胞游走，并最終進(jìn)入老鼠大腦。研究團(tuán)隊(duì)說(shuō)，秸稈顆粒機(jī)這項(xiàng)技術(shù)有朝一日可以用來(lái)治療腦腫瘤。

迄今為止最小的微型醫(yī)療機(jī)器人是美國(guó)得克薩斯大學(xué)圣安東尼奧校區(qū)研究人員研制出來(lái)的。這種納米復(fù)合材料顆粒直徑只有120納米，可以由磁場(chǎng)控制，而且足夠小。研究人員說(shuō)，它們可以用來(lái)推動(dòng)單個(gè)細(xì)胞。這種用例還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，但可能很快就會(huì)到來(lái)。它包含了費(fèi)曼關(guān)于操縱我們世界基本構(gòu)成要素最初設(shè)想的一些閃光點(diǎn)。與當(dāng)時(shí)的情況一樣，底部還有很大空間。