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纳米机器人把原子级别药物输入细胞

佚名 2024-05-26 10:02:07

纳米机器人把原子级别药物输入细胞

“超高的定位精度,在超过厘米以上的运动范围内仍能保证纳米以下的定位精度。”2016世界机器人大会上,由哈工大机器人集团研制的具备位移反馈传感器的纳米操作机器人引发了人们的关注。

据相关负责人介绍,纳米操作机器人具备位置检测传感器,可实现自动可编程运动,并具备多种功能强大的附加模块。与传统机器人相比,纳米操作机器人具有超级灵敏、超高精确等特点,可以在极微小尺度下完成传统机器人无法实现的各种观测、表征和操控作业,堪称“无微不至”。

纳米技术近年来一直是科技发展的制高点之一,加拿大工程院院士、多伦多大学教授孙钰表示,过去的十年微纳机器人取得了巨大进展,在自动化控制、生物医学、纳米制造等领域都有许多重要的研究和突破。

孙钰介绍,通过纳米技术,可将原子级别的药物输入细胞中,观察这些药物对细胞的效果,以往一天才能做十个细胞的测试,现在一个小时可以测试一千个细胞。机器人通过这种微操控的形式对药物进行测试,使测试的效率大大提升,并且能够让老药有一些新用法。

近年来,哈工大机器人集团主要围绕智慧工厂、工业机器人、服务机器人、特种机器人四大方向进行发展。其中,纳米操作机器人、微纳牛力测试仪等产品,彰显了机器人领域的前沿技术实力。有材料科学家提出,未来的制造业或许也将是原子级别甚至是纳米级别的制造,纳米机器人的操控将会发挥非常大的作用。

第二代纳米机器人是直接把原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的什么

第二代纳米机器人是直接把原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置。

“纳米机器人”是机器人工程学的一种新兴科技,纳米机器人的研制属于“分子纳米技术(Molecularnanotechnology,简称MNT)”的范畴,它根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。

纳米机器人的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计,开发“在体”或“湿”的生物计算机或细胞机器人,从而产生了另种方式的纳米机器人技术。

纳米生物学的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。涉及的内容可归纳为以下4个方面:

1、在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。

2、在纳米尺度上获得生命信息,例如,利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。

3、纳米机器人的研制。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行。

第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置,第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的装置。

4、纳米尺度调整杀死变异的癌变细胞,通过外部激光器指引,精确计算找到出辐射超标的癌变细胞,利用先进的生物细胞溶解技术将可能病变的细胞溶解成化学分子元素,并通过特定传感器系统精确的核查后,将细胞组分成功进入健康细胞中,完成坏死细胞与成功健康细胞的转换。

纳米机器人真的能杀死癌细胞吗?

理论上是可以的。不过这项技术还有待开发。纳米技术是一门研究物质如何在1到100纳米的分子尺度上变化的科学。纳米有多小?想象你手里拿着一条1米长的线。现在,试着剪一厘米(一米的1%)的线,拿在手里。这很简单。但是如果你被要求切割十亿分之一米呢?这简直是不可能的!我们甚至不能通过实验室显微镜看到这么小的东西。然而,随着科学技术的发展,科学家现在可以很容易地获得纳米粒子。

纳米机器学是纳米技术领域的一个理论分支,主要研究的是纳米机器人。 

细胞对不同的生长信号做出反应,并由身体系统控制。正常的细胞生长需要遗传信号的完美平衡,以使其在后期完成增殖和凋亡。然而,癌细胞似乎对这些细胞信号视而不见,反而以不受控制的方式增殖。这些癌细胞开始抵抗控制分化和快速分裂的细胞信号,并侵入其他健康组织。它们还将暂时建立新的血管,为自己提供供给并促进增殖

纳米医学是一门使用纳米设备诊断、预防和治疗各种疾病的科学。它的出现改变了现代医学的面貌。这些微小的纳米粒子能够以最小的副作用改变身体的动态。

亚利桑那州立大学利用小鼠肿瘤模型进行了一项研究,以准确展示纳米机器人是如何杀死癌细胞的。这些纳米机器人的目标是一种叫做核蛋白的蛋白质,它只存在于癌细胞的表面。纳米机器人附着于癌细胞后,会将凝血酶释放到细胞中,从而切断癌细胞的血液供应并摧毁肿瘤。纳米机器人工作速度快,数量多,完全包围肿瘤

所以说纳米机器人是可以消灭癌细胞的。

纳米机器人长什么样子?

纳米机器人,一个最前沿的研究领域。它是一种借助最先进的芯片和纳米技术,在原子水平上精确地建造和操纵物体的机器人。

现在,人类已经可以通过3D打印,一次制造出几十万个纳米机器人,在人类无法进行操作的分子层面上对原子和细胞结构实现一系列操作。而对纳米机器人的运用,现在最重要的一个领域,是医学。

第一步,巡察:在你的血管里放进500万个纳米机器人,这些纳米机器人能够24小时在人体内巡逻,一旦发现病灶就立即锁定,确认后释放所携带的药物!

现在,以色列科学家正在研制一种微型纳米机器人,它可以在人体内“巡逻”,在锁定病灶后自动释放所携带的药物。



这种机器人目前取得了突破性的进展,它可以从多种渠道来检测疾病指标,例如mRNA、微核糖核酸(miRNA)、蛋白质以及多种小分子。

科学家的目标是:在未来创造大量这种纳米机器人,让它们自动且不间断地在身体内巡逻,寻找各种疾病信号。同时,利用纳米机器人从多种渠道直接探测疾病指标,让诊断更为精确。

例如,当感冒病毒被检测出,纳米机器人便可主动打破此病毒分子层上的原子结构,从而抑制病情深入发展。这样一来,潜在病人便不致产生打喷嚏、咳嗽等症状。

如果纳米机器人在未来能够修复并维护人类的免疫系统,那么我们很可能再也不会得病。因为它能够24小时不间断地在体内进行监测工作、先行评估疾病等级以及采取诸如输送药物等必要措施。

第二步,治疗:医生可以利用细菌般大小的机器人来治疗从心脏病到癌症的各种疾病:注入血管清理血液,修复以现有水平难以修复的最小细胞,乃至清除癌变。

美国加利福尼亚大学研发的纳米机器人,它可以像孙悟空一样进入人体内部,成功清除了血样里的一种“超级细菌”和毒素。



在测试中,研究人员使用纳米机器人来处理被 MRSA 及其毒素污染的血液样本。五分钟后,这些血液样本比对照样本的细菌和毒素少三倍。

随着这一技术的发展完善,今后纳米机器人将在你的血管里面来回巡视,对你的血管进行监督调理,从此就你摆脱了心脏病脑中风的威胁。



再如,美国国防部DARPA(美国国防部高级研究计划局)正致力于一项In Vivo Nanoplatform(体内纳米载体平台)项目,以帮助美国士兵快速诊断和治疗多种疾病,利用纳米颗粒修复器官损伤。

谷歌科学家kurzweil认为,到了2020年左右,人类的免疫系统可将由纳米机器人(Nanorobot)进行接管,再接着,到了2030年,纳米机器人可以把病原体,肿瘤等一系列免疫系统错误进行修正。

第三步,提升:纳米技术的价值并不仅仅体现为终结所有疾病。科学家正在研究如何将其运用在人类生理机能的提升方面。

纳米技术的前驱罗伯特﹒弗雷塔斯(Robert Freitas)已设计出一款名为Respirocyte的纳米机器人,它可以携带90亿个氧分子与二氧化碳分子,为一般红血球携带量的200倍。



这一发明,使得人类在跑步时,得以全力冲刺整整15分钟而体感并不疲惫。这一程度的供氧量也等同于,人类能够在水中自如憋气长达数小时之久。

今后,随着人类的老化,失去活性的细胞、组织和肌肉群将不断退化,纳米机器人可以依照给定的程序对这些目标进行修复、替换和调整。

也就是说,在未来的十来年时间里,只要你没碰上天灾人祸,你就可以长命百岁了。更加令人神奇的是,不要延缓衰老,干脆返老还童,还可以让八十岁的你,看上去只有五十岁的样子。

第四步,超人:让大量纳米机器人,覆盖人的大脑,构成一个电极网,进而形成新的大脑皮层,直接读取或输入大脑信号!

望采纳,谢谢。

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