以往想要清除血管裡的病菌與毒素,必須要靠食用例如蜂蜜、木耳、海帶、綠茶、綠豆、胡蘿蔔、大蒜等所謂的健康排毒食物,但未來可能只需要靠一個小小的奈米機器人,就可以在血液中扮演清道夫的角色,幫助人體清除病菌與其產生的毒素。

奈米機器人已成功在實驗中清除血液中的超級細菌

 日前出版的《科學─機器人學》刊出一篇料美國加州大學聖地牙哥分校所發表的報告,指該校研發出一種奈米機器人,而且已經成功地在實驗中清除血液中的一種「超級細菌」和毒素。

這種新型的奈米機器人是由黃金奈米線所製成,寬度是人體頭髮的1/25,表面有特殊的混合細胞膜塗層,是由人類的血小板與紅血球的 結合而成。黃金奈米線在超音波的影響下可以像天然細胞一樣在血管中移動,使其與目標細菌有效結合,前進速度可以達到35微米(1公尺的100萬分之一)。

研究人員選用遭多重抗藥金黃色葡萄球菌汙染,號稱「超級細菌」的血液樣本,測試結果發現用奈米機器人「處理」5分鐘之後,血液樣本中病菌與毒素的濃度比處理前減少了3倍。研究人員希望能藉由這種奈米機器人開發出適用多病毒的通用解毒方法,目前這項研究還在早期階段,但未來有機會成為安全而有效的解毒方式。

奈米機器人將廣泛被運用於醫學領域

事實上,奈米機器人的研發在這幾年間已有很大的成果,而醫學是奈米機器人最令人矚目的應用領域,從體內藥劑輸送、修復細胞組織、對抗癌細胞、增加免疫力,到醫療監護等等,奈米機器人都將逐步會被大量的運用。

這幾年間奈米機器人在治療癌症上的研究已有重大突破,科學家將一管充滿奈米機器人的液體注射到癌症患者體內,而每一個奈米機器人都裝載著癌症標靶藥物,可以直接以本身具備的推進力與搜尋能力,自行游到癌腫瘤上釋放藥物殺死癌細胞。這種醫療方式可以免除化療的通殺副作用,也可避免侵入式醫療的風險,大幅的提高了醫療的品質及效率。

而美國亞利桑納州立大學(ASU)與中國大陸科學研究院人員合作開發了一種奈米機器人,能在血管中直接將藥物輸送至癌細胞,並在腫瘤內部引起血栓,藉由阻礙氧氣與養分的供應,成功縮小實驗鼠體內腫瘤的體積。這項研究已成功針對乳腺癌、黑色素瘤、肺癌與卵巢癌進行實驗。

此外,在2015年5月,加拿大蒙特婁大學、蒙特婁理工學院及聖賈斯汀大學醫學研究中心團隊,在實驗鼠腦部注射「磁性奈米機器人」(MNP),再以射頻場(RF field)照射奈米微粒,該奈米機器人在射頻場照射下會升溫,產生的熱能會形成機械應力,藉以打開血腦屏障(blood brain barrier)約2小時,讓藥物擴散進入腦部。目前這項技術尚未進行人體試驗,但可以預期在未來,可能不用開刀就可以摘除病人的腦部腫瘤,免除手術失誤的風險。

文/陳亦云 圖/許嘉真