当然界有好多微纳米尺度的东西能够随便遨游，例如分子马达、生物马达，另有细菌、精子等，能借助摆动进程中发生的不对称的地域流体场前进活动。鉴于这种原理，探讨人士设置了一系列游动微纳米机器人，并导入生物医学探讨范畴。

　　多款微纳米载药机器人凭借自推行活动，穿越多道生物屏障的阻隔，将药物送到眼球底部或脑组织深处，使青光眼、癫痫、脑胶质细胞瘤、中风偏瘫等棘手的医疗困难获得解决。随着探讨的深入，哈尔滨产业大学微纳米技艺探讨中心的探讨人士正好将这点貌似科幻的场景，逐步变成现实。

　　记者4月19日从哈尔滨产业大学（之下简单称呼哈工大）据悉，该校微纳米技艺探讨中心教授贺强、吴志光课题组达成的探讨论文《双响应生物杂化中性粒细胞机器人用于主动靶向递送》，近日在世界《科学机器人》杂志在线发表。在此此前，该课题组自助研发的一系列游动微纳米机器人科研名目效果，还先后刊发在《德国利用化学》《领先进步功效资料》《麻省理工科技点评》《美国化学会杂志》等20余家世界期刊上，最高作用因子达27.4分，奠定了我们国家科学家在海表里医用纳米机器人探讨范畴的领军位子。

　　建立药物主动运输通道成业界热点

　　据推荐，常规的药物递送如打针、吃药、输液等形式，皆是靠药物分子或载体在血液中分散发展的，导致递送效能低下。有学者对近30年以来的药物递送做出了统算，发觉采纳惯例递送形式输送药物约12小时后，到达指标位子的药物也不到1%。这意指着绝多数药物已在路面上丢失了。因而，建立新款药物主动运输通道，成了业界的探讨热点。

　　1966年，一部名为《奇幻旅程》的异邦电影，描画了一名医学家身患重疾，为了生存，他不得不做出一种冒险的打算——将他的5名同事缩短到纳米大小，注射进本人的体内，让它们干脆“游”到病灶地域替他诊疗。受这种虚幻故事的启发，科研人士一直梦想着缔造发明出一个能自助游动的纳米机器人，把药物搭载在机器人身上，让机器人在人体内开展“自由泳”，最终直达病变部位发挥药效。

　　追溯历史，最早提议微纳机器想法的是诺贝尔奖得主、理论物理学家理查德·费恩曼。他在1959年就曾设想经过原子或分子来建立微纳米尺度的微纳机器。费恩曼在一次题为“在物质底层有大批的体积”的演讲中描绘说，将来人类有可能建设一个分子尺寸的微型机器，可行把分子甚而单个的原子作为建筑构件在十分微小的体积建立物质。这没有疑是化学家和生物学家意欲达到的理想彼岸。

　　使人欣喜的是，自2004年起，业内就曾经涌现出了多个化学和外物理场（如光电磁热等）驱动的游动微纳米机器人，这点机器人可在水中高效游走。但人体内环境十分繁杂，尤其是身体中还存留血脑屏障、血眼屏障等多个生物屏障，这点生物屏障在庇护人体免遭外源细菌和病毒侵入的同一时间，也会妨碍这点机器人向病患地域精确投送药物。

　　原子装配的“游泳健将”能骗过免疫体系

　　华夏微米微纳米技艺学会微纳执行器与微体系分会理事、哈工大博士生导师吴志光教授推荐说，早期游动微纳米机器人根本皆是由微机电体系等构件构成，本身资料最重要的是金属、金属氧化物及人造聚合物。这样的微纳米机器人映入体内后，起首不行被降解，于是具备相当大的危险性；其次，这点金属和金属聚合物是人体外源物质，生物相容性差，一朝映入体内就会触发免疫体系的“警报”，继而遭到免疫细胞的围剿，致使“出师未捷身先死”，还未抵达病灶，可能就曾经被人体免疫体系“绞杀”了。为这，吴志光团队开动脑筋，初次将微纳米机器人伪装成天然细胞，骗过免疫体系的甄别。

　　另外，“研发微纳大小机器人头先要解决的是驱动难题，众多宏观全球的驱动方法在微观全球里却难以实现。”吴志光说，“人假如躺在满是水的浴缸里，是可行浮起来的。但假如将人浓缩成纳米尺度，水让人的感受就像是一个十分浓稠的糖浆，使人动弹不得。”

　　科学家发觉，当然界有好多微纳米尺度的东西能够随便遨游，例如分子马达、生物马达，另有细菌、精子等，能借助摆动进程中发生的不对称的地域流体场前进活动。鉴于这种原理，探讨人士设置了一系列游动微纳米机器人，并导入生物医学探讨范畴。而早在2010年，贺强就在哈工大创建了国家内部首个游动纳米机器人研发团队，在他的组织下，吴志光及其同事利用化学方法，初次将原子装配成微纳米的构造，在化学场或外光、磁场下成功施行了可控游动，甚而干脆被引导至指标细胞。

　　临床转化利用有赖于两大要紧步骤

　　“然则，这点微纳米机器人往后要想在临床中转化利用，有两个要紧步骤是绕不开的。”吴志光解释说，起首微纳米机器人必需能够在繁杂的人体环境中活动。“一是要能主动打破细胞膜，二是要能在血液中运行起来，三是能够在眼帘玻璃体和胃肠道黏液等生物流体中活动。”在逆血流游动时，流速对微纳米机器人有较大作用。探讨团队发觉，当然界有好多动物和微生物在流体的环境下生存，为了更好地适应流动性的环境，这点寿命常常抉择贴近基底活动。受此启发，贺强团队研创了两种可行沿着基底活动的游动微纳米机器人，以及一款大小比生物水凝胶孔径更小的机器人，后者可在眼睛玻璃体中自由穿梭，其活动方向的精准度在9平方mm范畴内，达到了日前常规的眼科药物载体没有办法企及的水准。

　　其次便是游动微纳米机器人的成像和操控难题。吴志光解释说：“纳米机器人的大小较小，通常比常规的成像分辨率低好多，况且和生物组织的对照度不足。”为这，探讨团队经过包含机器人，使其外貌大小增大；同一时间借助动作分离方法，提取并掌控十足来源于游动微纳米机器人的动作举止，将其与生物组织发展区别，终归达成了对流动微纳米机器人的实时成像和明确控制，为游动微纳米机器人在生物医疗范畴的利用奠定了坚实根基。

　　在已取得的要紧效果中，贺强团队初次研制了有用且稳固地携带紫杉醇等抗癌药物的机器人，依托自助研发的操控体系，突破血脑屏障和血肿屏障，将药物送入脑部病变深处，明显加强了紫杉醇的浓度及靶向效能，使脑胶质细胞瘤的顽固“堡垒”从里面被瓦解。而由吴志光参加的世界合作课题“一群光滑的微型螺旋机器人穿过眼睛的玻璃体”，应用纳米级3D打印技艺制作的机器人“小蝌蚪”，成功地“游入”实验动物的眼球，不到30分钟内，就已“抢滩登陆”到视网膜，比类似尺寸的药物颗粒经过眼睛的速度快了10倍，为未来青光眼、黄斑水肿、白内障的治疗蹚出了一条新路。《科学》《当然》等多家著名学术期刊纷纷报导了它们的探讨进展，并赐予了高度评价。

　　展望未来，纳米级技艺没再不过好莱坞大片里超等英雄才具有的酷炫科技，它将成为人类生活的一部分。美国未来学家、google工程总监雷·库兹韦尔预言说：往后，医疗纳米机器人有望把人脑和云脑（云计算体系）接连起来，继而提升人类智力、延伸人类生命。2030年，游动纳米机器人将来会定居在人体内，随着血液重复遍布人体，为精确医疗埋下伏笔。

　　“前景美好，未来可期！”贺强坦言，日后的探寻之路还很艰辛漫长，终归生物医疗器械或药物要通过长时间的多期临床实验和观看才能开花结果。