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納米機械人——展望未來醫療

http://www.enorth.com.cn  2002-03-12 15:33

 

  未來的醫療世界,是靠人體內納米級的醫療機械組件實現,他們猶如進入人體世界的一群傘兵部隊,扺抗敵入侵並確保人體健康。如果你對1996「奇妙航行(Fantastic Voyage) 」影片中,一個醫療團隊,被縮小到得以注入一個病人的血液中解救生命的電影情結感到懷疑,或者還對80年代經典之作「內部空間(Inner Space)」中提及一個被縮小到微形尺寸的飛行員被注射進入人體內的情節感到荒謬,認為是遙遠未來的科幻情境那你就大錯特錯了,因為納米科技正是使這些科幻夢想成真的技術。

納米機械人是個非常微小但任務清楚旗幟鮮明的自動化機械;負有保護人體免於受病原入侵的使命。納米機械人約有0.5?3微米的長度,並由數個范圍自1-100納米等不同直徑的組件所構成,主要的成份是以納米級的碳原子構成的鑽石成份所組成,因為碳元子的能量和化學成份較適合以這種形式存在之故。

麻省理工學院機械工程暨生物工程的教授Ian Hunter博士和他的同事共同研發納米機械人的相關技術。他們對『納米行者』的成果,被期望對機械探頭在醫療領域做出貢獻,因為『納米行者』機械人,可以爬行、轉圈甚至在人體內擷取影像並診斷出隱藏於使用傳統掃描技術下的疾病,更可以傳輸藥品治療腫瘤而不必開刀。

納米機械人在醫療領域的應用多的不勝枚舉,現就其可行的應用說明如下:

1. 治療皮膚病

混合在乳霜中的納米機械人可以被用來治療皮膚病,它可以清除皮膚的壞死角質及過多的油脂,補充流失的油質,吸收天然保濕成份,並深入毛細孔清洗污穢。

2. 清潔口腔

利用納米機械人清潔口腔。包含納米機械人的漱口水可以分辨並銷毀具破壞性的病菌,並允許口腔內無害的物質在口腔內健康的生態系統中繁殖成長。此外,這些分子化的納米機械組件更可以辨識出食物的粉粒,並從牙縫中將其清除,並清洗牙溝。

3. 增加免疫系統

醫用納米機械人因具有發掘無作用的細菌和病毒能力,因此有強化免疫系統的功能。納米機械人可直接注入人體固定位置,攻擊病毒。

4. 強化心血管系統

納米機械人亦可注入人體血管中,他們可用來消除血液中使動脈硬化的膽固醇,因而加寬血管管壁,對抑制心血管病的復發很有幫助。

5. 植入人體

包覆在膠囊內的納米機械人,可用來植入人體做為診斷人體內部器官工具。

納米機械人的成功與否尚充滿各種挑戰,在正式提供醫療服務前,少說也要等上幾年,其間尚待克服的挑戰包括:

1.人體的排斥問題:在納米機械的研發過程中,最大的挑戰是人體醫療系統對納米機械人的注入引發的排斥問題,由於納米機械人是由光滑且無瑕的碳涂層構成的鑽石的成分構成。其它為達到特定的目地亦采用許多輕元素包括氧與氮等做為材料。鑽石涂層是材料中最好的選擇。由於涂層光滑無瑕,人體引發免疫系統的響應愈少,就愈不會招致人體的排斥現象。納米醫療機械在早些年前就已進行設計工作,但截至目前為止,尚無可用雛型產出。

2.機械人的操作問題:一旦機械人注入人體後,他們必須去感應體內的運作目標,可能是細菌、病毒或其它細胞等,能否制造出具有可以辨識這些環境的傳感器成為最大的關鍵:因為必需考量放置可提供對所有運行納米機械人高准確度定位的動態導航網絡於其內。這種系統可使醫生追蹤體內納米機械人的蹤跡,困難度極高。納米機械人因必需具有分辨不同細胞的能力,這種功能可以由Chemotactic傳感器的安裝達到目的。但技術上受到空前的挑戰。

3.機械人的能源問題:納米機械人能源可以藉由體內葡萄糖或氧的新陳代謝來解決,亦可靠體外能源供應。其它體內的能源亦或是可行之道。

4.納米機械人解除問題:當納米機械人在體內完成任務後,必須取出體外。這個問題可以利用內建式程序設定取出時間的方式處理,或者使用體外聲波傳送時間訊息方式處理。當納米機械人完成任務後,機械人本身亦可被設計成由體內排泄系統自行排出或者藉由主動清道夫系統移除。

現今納米科技已成為各類科學與技術領域中的熱門研究主題,對醫療領域而言,更引起廣泛漣漪,不論納米科技是否可以傳送醫藥給腫瘤細胞、清除血管間油脂以疏通管壁,甚至找尋導致腦中風或心髒病血塊的商品,都已是時間早晚問題,值得大伙拭目以待。

  稿源: 科技之光   編輯: 郭城


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[15008] 吉林省 網友:game偉 於2003-03-02 18:26 發表評論:

  不錯啊

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