2120年，3月

　　130岁的你

　　晒着日光浴闭目养着神

　　此时，你身体内正发生着一场“革命”

　　许多纳米机器人在为你做体内SPA

　　清除血管中的毒素

　　修复身体免疫系统

　　为细胞多输送点氧气

　　检查一下是否有什么异常

　　.....

　　这样的未来简直棒呆了，纳米机器人真的这么神奇吗？

　　01

　　小身材有大用处

　　“迷你”机器人可以改变手术方式

　　提起“纳米机器人”，大家的第一反应就是“小”，它大到长几毫米，小到直径几微米，甚至针尖大小的地方都有可能供上万个纳米机器人站稳脚跟。

　　↑ 纳米机器人网络示意图

　　正因为纳米机器人非常小，做许多事情就方便多了。比如，辅助医生完成体内手术、抗癌、人工授精以及运送药物等。

　　有一种想法是，利用纳米机器人“身材小”的特点，在不开刀、无创伤，对其它部位不造成影响的情况下，精准定位患处，完成体内手术。

　　↑ 纳米机器人网络示意图

　　现在的医疗技术已经很先进，但像脑部、心脏等复杂外科手术，如果患处与重要血管或神经相连，手术风险会很高。有了医用纳米机器人，就会大大降低这种风险。

　　对于脑部手术，向身体内注射一些纳米机器人就行，省去了脑外开颅的体外伤害，一切手术过程都在体内完成。纳米机器人可以专攻患处，坏的部位精准切除，好的地方不动任何一个细胞，做好手术“细活”。

　　除了辅助手术，专家希望纳米机器人还能精准打击癌细胞，定点向患处细胞供药。

　　目前对癌症患者的治疗方法，更多的是化疗、放疗，做一次，好坏细胞会死掉很多，导致患者免疫力下降。而纳米机器人进入体内，会携带可以识别癌细胞的蛋白质，此时癌细胞就是“信使”，引导纳米机器人找到它，攻击它。

　　↑ 纳米机器人网络示意图

　　体内供药也是如此，现在口服或者注射药物治病过程，往往药物进入体内会进入胃部或通过血液流通全身，导致药物部分被身体的代谢机制消耗。有了纳米机器人就可以量身带药，定向找到病变细胞，释放药物，直达病灶，靶向生效。

　　基于“小”的特点，纳米机器人给医疗手段带来了创造性的思路。

　　但纳米机器人的“小”是优势，也是劣势，带来医疗新思路的同时，也扔给科学家很多难题。

　　02

　　小到肉眼不可见

　　控制纳米机器人的体内穿行是关键

　　我们可以想象一下自己的身体，毛细血管、动脉、静脉、淋巴血管等，错综复杂。人体内肝胆脾胃肾等各种器脏，更是至关重要。

　　↑ 人体纵横交错的血管

　　让纳米机器人穿梭在体内，就得保证它按照既定路线，在可操控的范围内进行活动，做到体内精准定位，而不是制造麻烦。

　　首先要保证的是，纳米机器人有动力支撑，能顺利游走在体内。

　　比较容易想到的是，给纳米机器人安装一个发动机。美国德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家们就造出了一个世界上最小、最快，而且运转时间最长的微型发动机。这个纳米发动机速度达到每分钟18000转，相当于喷气式飞机上发动机的转速，能连续旋转15小时。

　　↑ 纳米发动机示意图

　　听起来非常不错，但它的真身只是一种成分为金、镍的纳米线，能在电场作用下旋转，指望它带动纳米机器人在体内运动，还为时尚早。

　　还有些科学家，想到用运动细胞“精子”作为动力。德国的一个研究团队使用钛—铁纳米薄膜做出了一种空心管，之后他们控制精子钻到管子里，做出了一种精子驱动的纳米机器人。通过改变温度等条件，控制精子的移动路线和速度，从而控制这个“精子机器人”。

　　↑ 精子钻进纳米小管里，作为动力源

　　这种细胞-微型管装配系统能按需要套用到任何有鞭毛的生物上，应用更灵活。该团队专家认为，在未来，这种形式有望在靶向送药等领域大展身手。

　　除了需要解决动力问题，“导航定位系统”也很重要，它可以保证纳米机器人精准抵达患处。

　　2019年，加州理工学院的科学家们把纳米机器人放在胶囊，利用“光声断层扫描技术”在体外实时定位，当胶囊抵达病患区域时，用外源近红外光穿过人体组织引发胶囊破裂，让纳米机器人在病患区域释放药物。

　　↑ 纳米机器人胶囊模拟图

　　这种属于外部导航定位，除此之外，纳米机器人还可以使用板载导航定位系统，与化学传感器追踪系统。前一种是采用微型摄像头设备，通过视觉定位技术进行导航，另一种是精准跟随化学物质，到达患处。这些方式均有待进一步研究。

　　03

　　规避人体不良反应

　　纳米机器人要逃得出免疫系统的“魔掌”

　　除了上面提到的麻烦，还要避免纳米机器人造成人体的一些“不良反应”。纳米机器人体格小，在体内的作业过程可不是“单枪匹马”，一次“战斗”，动辄需要成千上万个“同伙”。

　　↑ 纳米机器人网络示意图

　　这么多的体外物质一起进入体内，巨噬细胞很有可能把它们当成“病原体”吃掉。甚至身体的排外，以及生物化学反应，也会引起免疫反应、促凝反应、超敏反应、发热反应等。

　　所以，得给它设计躲避吞噬和逃离的技术。

　　选择合适的医用纳米机器人制作材料，让人体细胞将它们当做“友军”，这很关键。

　　2010年，美国多个大学科学家组成的研究小组成功研制出一种由脱氧核糖核酸（DNA）分子构成的纳米蜘蛛机器人，可以帮助人类识别并杀死癌细胞，还可以清理动脉血管垃圾。

　　↑ 美国科学家研制的“纳米蜘蛛”示意图

　　2013年，日本东北大学的研究小组利用缩氨酸蛋白质微片成功制作出了可以在细胞膜上移动并可进入细胞内的“纳米机器人”。不过该微粒子有点缺陷，不能正确、高效的导入到目标位置。

　　当这些医用纳米机器人完成了任务时，还需要帮助它们“消失”，于是，科学家想出了一种“体内降解”的办法。

　　2017年7月，我国哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心郭斌教授团队，研发出世界首例液态金属游动纳米机器人。

　　这些机器人能在外源超声场作用下，在流体中可以像细菌一样游动，速度可达每秒23微米，还可以精准识别癌细胞并进入其内进行打击，并在酸性条件下完全降解。

　　↑ 郭斌教授团队研发的液态金属纳米机器人

　　温度的变化会引发机器人形状的改变

　　虽然技术的进步，给这些问题提供了一些可能的解决方案，但目前这些研究都是在动物身上进行的，而且对众多情况并没有普适性。现在，市面上还没有真正成熟的纳米机器人医疗产品。

　　我们有希望用上纳米机器人吗？

　　21世纪是科技快速发展的时代，各个行业的技术如雨后春笋，快速成长。对于纳米机器人的研究虽然还有很多不足，成品也很简单，一些重要问题也只是解决了冰山一角。但随着技术的爆发式涌现后，纳米机器人技术或许也将呈现出质的飞跃。

　　有专家预测，2030年，纳米机器人或将全面应用于医疗行业。等到那一天真的来了，人们手术方式出现质变，癌症也将变得没那么可怕，或许以后在医院，医生开出的药方将会是“注射1ml纳米机器人”。

　　这样的生活可能你从未敢想，但终有一天这些或许会成为可能。

　　你期待这样的医疗时代到来吗？

　　原标题：《生病了？注射1ml纳米机器人吧》