發(fā)布日期：2017-03-20
近日，抗癌大軍又迎來(lái)了一股新力量，《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志刊登了一項(xiàng)新的研究成果，研究人員利用磁場(chǎng)，遠(yuǎn)程控制帶有磁性的微型機(jī)器人在人體內(nèi)進(jìn)行“作業(yè)”。
單獨(dú)做任務(wù) 分工各不同
過(guò)去的10年中，磁力技術(shù)不僅在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，還在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域贏得了一席之地——利用磁力遠(yuǎn)程控制人體內(nèi)的醫(yī)療器械。例如可以通過(guò)磁力輔助遠(yuǎn)程控制導(dǎo)管系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的血管內(nèi)操作；或者利用磁力引導(dǎo)接受檢查者體內(nèi)的膠囊攝像機(jī)，通過(guò)在“膠囊”中植入永磁體，在患者體外設(shè)置磁場(chǎng)，通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的引力將膠囊攝像機(jī)引導(dǎo)到想要檢查的部位。除此之外，還曾有研究利用磁場(chǎng)同時(shí)控制成群的小磁鐵。按理說(shuō)，如果能“指揮”這樣一支由微型機(jī)器人組成的團(tuán)隊(duì)，那么在協(xié)助治療癌癥等重大疾病上就能發(fā)揮巨大作用。
不過(guò)，領(lǐng)導(dǎo)這樣一支特殊團(tuán)隊(duì)可不簡(jiǎn)單，需要強(qiáng)大的運(yùn)籌帷幄能力，懂得“調(diào)兵遣將”?？墒?，靠磁力指揮隊(duì)伍實(shí)在是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。我們都知道，磁場(chǎng)能影響到范圍內(nèi)的所有物體，如果這些物體又具有相同的性質(zhì)，那么只可能是一呼百應(yīng)，“呼啦啦”都朝一個(gè)方向去了，很難分別下達(dá)命令。
為了解決單獨(dú)指揮“隊(duì)員”的難題，使這些微型機(jī)器人能夠分別以不同速度朝不同的方向移動(dòng)，來(lái)自德國(guó)漢堡飛利浦研究院的研究人員開(kāi)發(fā)出了新方法，能夠在一支完全相同的螺旋機(jī)器人團(tuán)隊(duì)中控制任意一名成員，使它能夠單獨(dú)執(zhí)行特殊任務(wù)。“我們的技術(shù)能讓微型機(jī)器人在人體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的操作。”該研究的第一作者，物理學(xué)家尤爾根·拉姆說(shuō)。
操控靠磁場(chǎng) 類(lèi)似抓娃娃
首先，拉姆的團(tuán)隊(duì)打造了許多完全相同的螺旋機(jī)器人，接著，利用一個(gè)強(qiáng)大的、均勻的磁場(chǎng)將這些螺旋機(jī)器人固定住。在這個(gè)強(qiáng)大磁場(chǎng)中有一個(gè)洞，微型機(jī)器人是相對(duì)“自由的”。利用這個(gè)自由點(diǎn)位，在大磁場(chǎng)上疊加一個(gè)相對(duì)較弱的、溫和的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，就可以控制自由點(diǎn)位中的螺旋機(jī)器人旋轉(zhuǎn)，又不會(huì)影響到其他“隊(duì)友”了。另外，研究人員可以通過(guò)調(diào)整大磁場(chǎng)來(lái)變換自由點(diǎn)位的位置，這樣就有了像“抓娃娃機(jī)”一樣的功能，可以自由選擇單個(gè)機(jī)器人。
實(shí)驗(yàn)中，研究人員成功地讓幾個(gè)螺旋機(jī)器人同時(shí)朝著不同方向精確地旋轉(zhuǎn)。該研究團(tuán)隊(duì)指出，理論上，他們可以同時(shí)操縱數(shù)百個(gè)微型機(jī)器人。“有人想到利用螺旋傳動(dòng)原理，這樣微型機(jī)器人在人體內(nèi)執(zhí)行某些操作時(shí)就不用依靠電池或者馬達(dá)作動(dòng)力了。”拉姆說(shuō)。
微型機(jī)器人 用處特別多
在掌握了這門(mén)先進(jìn)的“排兵布陣術(shù)”后，研究人員已經(jīng)想好了一大串可以讓這支團(tuán)隊(duì)大展拳腳的“職場(chǎng)”。
一種是在可注射型微型藥丸上配備微型螺旋機(jī)器人。醫(yī)生可以利用磁場(chǎng)遠(yuǎn)程遙控螺旋機(jī)器人，“指揮”其旋轉(zhuǎn)打開(kāi)藥丸釋放藥劑。利用這種方法，醫(yī)生可以確保含有放射性成分的藥物只“盯著”腫瘤，并將其摧毀，而不會(huì)影響到周邊健康的組織，從而減少副作用。另外，一旦藥物釋放出了所需治療劑量的放射物，醫(yī)生可以用磁力遙控關(guān)閉藥丸。這種藥丸由金屬材料制成，以具備防止放射性物質(zhì)泄漏的性質(zhì)。
還有一種是用于整形外科等涉及植入物的情況，醫(yī)療植入物可以隨著時(shí)間發(fā)生改變。例如，隨著病人的痊愈，醫(yī)生可以利用磁力改變植入物的形狀，以便更好地適應(yīng)患者的體型。
按照拉姆的設(shè)想，未來(lái)，研究人員將能開(kāi)發(fā)出更加小巧的磁場(chǎng)裝置，用于控制微型機(jī)器人。同時(shí)，利用X光機(jī)或超聲波掃描儀等造影技術(shù)，準(zhǔn)確定位這些微型機(jī)器人的“工作場(chǎng)所”。
抗癌“三十六計(jì)”
增加防御——讓免疫系統(tǒng)自己動(dòng)手
除了科學(xué)家們費(fèi)心為我們找到的各路“幫手”，我們?nèi)祟?lèi)自身能不能努力一把呢？要知道，我們自身的免疫系統(tǒng)是一個(gè)非常強(qiáng)大又復(fù)雜的存在，它能識(shí)別出入侵者的幾乎無(wú)限種“嘴臉”，并將其摧毀。在了解癌癥及免疫系統(tǒng)間的互動(dòng)后，研究團(tuán)隊(duì)正以此努力開(kāi)發(fā)調(diào)動(dòng)身體自然防御潛力的新療法，并稱(chēng)之為免疫療法。
強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合——抗體抗原殺死癌細(xì)胞
當(dāng)我們的身體受到外來(lái)細(xì)胞如病毒或細(xì)菌感染時(shí)，免疫系統(tǒng)就會(huì)立即做出反應(yīng)。生成的抗體會(huì)與外來(lái)細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)——抗原相結(jié)合。有時(shí)這一過(guò)程足以中和外來(lái)細(xì)胞，其他情況下，抗體和抗原結(jié)合“標(biāo)記”該細(xì)胞，作為T(mén)淋巴細(xì)胞的消滅對(duì)象。免疫療法可以對(duì)免疫系統(tǒng)進(jìn)行“培訓(xùn)”，使其生成可以與癌細(xì)胞抗原結(jié)合的抗體，從而阻止這些抗原蛋白的促生作用，或者標(biāo)記癌細(xì)胞為免疫細(xì)胞摧毀的對(duì)象。
引進(jìn)外援——利用藥物刺激免疫系統(tǒng)
免疫療法中頗具前景的一種就是合成的單克隆抗體。這些藥物可以“纏住”癌細(xì)胞抗原并標(biāo)記讓它們?nèi)ニ馈?/p>
雖然抗體介導(dǎo)治療具有一定前景，但是這種藥物并不是上上策，加之超過(guò)10萬(wàn)美元的天價(jià)，對(duì)于大多數(shù)癌癥患者和家庭來(lái)說(shuō)都是種負(fù)擔(dān)不起的治療方案。
自力更生——利用疫苗對(duì)抗癌細(xì)胞
俄亥俄州立大學(xué)綜合癌癥中心阿瑟·G·詹姆斯腫瘤醫(yī)院和理查德·J . Solove研究所以及全球其他機(jī)構(gòu)中的研究人員，正在研究能夠觸發(fā)相同機(jī)制的單針疫苗。將精心設(shè)計(jì)合成的蛋白質(zhì)通過(guò)接種疫苗或免疫接種的方式輸入體內(nèi)，可以訓(xùn)練免疫系統(tǒng)識(shí)別癌細(xì)胞的抗原。相比抗體介導(dǎo)治療，這種方法“物美價(jià)廉”，一次有效接種能使患者獲得數(shù)年的“戰(zhàn)斗力”，而且費(fèi)用遠(yuǎn)低于1000美元。
以毒攻毒——釋放病毒軍隊(duì)進(jìn)行攻擊
除了上述方法，研究人員意識(shí)到可以訓(xùn)練病毒來(lái)抗擊癌癥，而且這種方法有雙重好處。這些溶瘤病毒可以直接攻擊癌細(xì)胞，并能在病變細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制，導(dǎo)致病變細(xì)胞的爆裂。和接種疫苗一樣，溶瘤病毒能夠打造一個(gè)長(zhǎng)期又堅(jiān)固的防御系統(tǒng)，在幾個(gè)月甚至幾年時(shí)間內(nèi)訓(xùn)練免疫系統(tǒng)攻擊癌細(xì)胞。
來(lái)源：北京晨報(bào)
