应用于医疗领域的纳米机器人研究成果小结

本文摘要：纳米机器人的定义纳米生物机器人救护系统是一种以纳米、微米尺寸的生物机器人为核心建构的便携式医疗装置，它由数种细胞机器人、病毒机器人、机电式微机器人以及微型核聚变反应堆、大容量步兵用电池，核心计算机、变频半导体激光器阵列构成。各个子系统的功能分别为：生物机器人提供受伤患处信息、计算机控制生物机器人协商行动、微型核聚变填和电池获取能量消耗、半导体激光器阵列远距离获取能量。 系统的核心是纳米、微米级生物机器人。

纳米机器人的定义纳米生物机器人救护系统是一种以纳米、微米尺寸的生物机器人为核心建构的便携式医疗装置，它由数种细胞机器人、病毒机器人、机电式微机器人以及微型核聚变反应堆、大容量步兵用电池，核心计算机、变频半导体激光器阵列构成。各个子系统的功能分别为：生物机器人提供受伤患处信息、计算机控制生物机器人协商行动、微型核聚变填和电池获取能量消耗、半导体激光器阵列远距离获取能量。

系统的核心是纳米、微米级生物机器人。转换急救伤员的步骤，当医护兵证实是友军的应急求助信息时，计算机不会自动将生物机器人向友军源源不断地升空。生物机器人群抵达伤口后，第一步是凝胶型生物机器人转入脱落的血管和流入组织液的地方，启动凝胶反应止痛。第二步，一种宽有微牙齿的生物机器人将伤口的死肉吃。

第三步，两种病毒机器人和装载标准型人类遗传基因的干细胞机器人开始工作，一种病毒机器人负责管理加载伤者的DNA，一种病毒机器人负责管理将伤者的DNA覆写入标准型干细胞。第四步，激光运送型机器人转入血管和损坏的的组织间隙，将伤者的血栓和先前转入的凝胶型生物机器人运送出来，早已分化好的干细胞在激光运送型生物机器人运送下有序地填满入损坏的地方。

这样简单的系统，没有力的指挥官掌控似乎是敢的。所以，又有数种生物机器人包含了指挥官群。

其中包括：神经元型机器人。控制程序被编为机器人中，用来对激光运送型生物机器人发布命令指令。压电和化学电感应型病毒机器人。

负责管理感应器压力信号和化学成分，并以编码形式传送给神经元型机器人。光敏型生物机器人。负责管理接管医护兵的激光数据链传到的信号和能量，并将信号传拿着神经元型机器人。

细胞型供能机器人。将光敏机器人传到的电脉冲能量转化成为多种含能化合物并黏液。病毒型DNA加载机器人。随时对伤处的细胞展开抽样检查，以免将癌细胞作为长时间细胞拷贝。

细胞群是通过医护兵的半导体激光器取得能量供应的，生物机器人群在飞行中则依赖飞行中型微米机器人抬着飞。生物机器人群每已完成一处修缮，系统就不会掌控纳米机械型机器人群通过飞行中型微米机器人抬着飞到动力盔甲的破损处，对动力盔甲展开修复。战场上，医护兵对战友展开远距离应急医治的时候都会收到一束光太阳光队友。

由于医护兵不具备修缮作为机械装置的动力盔甲的能力，因此对系统软件加装适当补丁之后，还可以利用修缮盔甲的纳米机器人群对重型武器装备展开修复——但是代价是更高功率的能量市场需求。研究团队及研究成果小结：香港中文大学，曼彻斯特大学香港中文大学的张立教授和曼彻斯特大学KostasKostarelos教授率领的研究小组发售一款可生物降解的纳米机器人，未来可用作临床疾病或者向人体内运送药物。研究成果“用作光学引领疗法的多功能生物混动磁铁机器人”以论文的形式公开发表于《科学机器人（ScienceRobotics）》期刊上，论文称之为机器人的生物降解性是一个新的概念，其中铁磁涂层可以协助微调他们水解的速度。利用磁场，研究人员可以在简单的生物体内精准遥控机器人。

他们还更进一步叙述了机器人如何需要装载并释放出来反击癌细胞的有效地药物。日本研究团队日本研究团队研发了一种由DNA掌控移动的微型机器人，能在特定的信号不会再次发生形体变化，就像变形虫一样。该项研究成果已公开发表在国际期刊《ScienceRobotics》上，研究论文标题为“微米级分子机器人通过变形对此信号分子”（Micrometer－sizedmolecularrobotchangesitsshapeinresponsetosignalmolecules）。

该机器人与其他纳米机器人有所不同，它几乎是由生物和化学成分构成，整个系统有27种成分，其主体结构是磷脂双分子层做成的囊泡，当有紫外线照射时，光敏DNA不会裂开单链，吸附在染色体微管上，微管的结构十分平稳，而核苷酸三磷酸腺苷（ATP）不会获取能量使染色体微管滑动，“冲击”磷脂双分子层，使机器人的外膜引人注目，从而转变整个囊腔的形状。这种独有的运动方式，可以使机器人在微生物领域中大显身手，在肉眼看不到的微观世界里，已完成人们自己不有可能已完成的任务，比如，配有微型电脑和传感器来探寻微生物分子环境，或是作为药物的纳米载体等。更加最重要的是，该机器人还将近1微米。

中国科学院，亚利桑那州而立大学中国科学院国家纳米科学与技术中心（NCNST）和两位博士领导的研究团队与美国亚利桑那州而立大学（ASU）生物设计研究所分子设计和仿生学中心主任博士的实验室合作，在《大自然生物技术》（NatureBiotechnology）杂志上公开发表了为题“ADNAnanorobotfunctionsasacancertherapeuticinresponsetoamoleculartriggerinvivo”一文，文章对这种纳米机器人及其工作原理展开了详细描述。人类目前对付恶性肿瘤的方法还远远不够，这主要是因为体内的身体健康细胞也不会被“害”受到化学物质和电磁辐射的“炮击”。研究人员仍然在希望找寻一种靶向肿瘤且不损害身体健康细胞的方法，由DNA折纸技术生产的纳米机器人有可能是一个很好的自由选择。

DNA折纸技术使用DNA链展开拉链。DNA折纸法术是近年来明确提出的一种全新的DNA自装配的方法，是DNA纳米技术与DNA自装配领域的一个重大进展。

中国科学院大学，清华生命科学中心，中国科学院动物研究所如何精准的辨识并杀掉癌细胞是目前医学界的众多难题，用DNA做成的纳米机器人有可能是一种有效地的自由选择。《Nature》刊出了来自国内科研团队的研究成果，研究表明他们早已顺利的用于纳米机器杀掉了多种小鼠体内的肿瘤细胞，该研究团队的成员基本来自国内知名高校（中国科学院大学、清华生命科学中心、中国科学院动物研究所等）。研究团队从病毒中萃取DNA并将其转化成为DNA片段。

然后在上面读取一种取名为“凝血酶”的酶（一种可以凝固血液的化学物质），然后将其中空管状（凝血酶在DNA管的末端）。DNA纳米机器人将不会受到完全相同DNA片段信号的提示，一旦纳米机器人被引进生物体内，他们就不会四处休息，与具备相近DNA片段的细胞切合时，它们就不会吸附，然后DNA管关上，暴露出凝血酶。凝血酶不会凝固血液供应到肿瘤细胞内，可以有效地截断其营养物质供应并最后杀掉它。慕尼黑工业大学世界各地的科学家们相赠期望纳米工厂的新技术用作分析生化样品或生产活性医药剂。

慕尼黑工业大学（TUM）的科学家早已研发出有一种新型的电前进技术。科学家基于分子研发出有一种DNA纳米机器（具体来说，是一只手臂），当技术发展成熟期后，它就可以被用作已完成“即时任务”。

利用DNA分子的电荷可以较慢、精确地移动手臂，使之受到电脉冲的掌控横过准确的方向，DNA纳米机器人通过电场可使得机器速度比之前慢10万倍，甚至可以在几毫秒内作出反应。

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