本文转自：中国新闻周刊血管里的迷你医生：纳米机器人照进现实还有多远？ 7月末|血管里的迷你医生：纳米机器人照进现实还有多远？( 二 ) 本文转自：中国新闻周刊

科学家们设计的由DNA折纸结构组成的“纳米机器人” 。图/《自然·通讯》
随着纳米机器人领域兴起，药物精准递送有了新进展。纳米机器人可以在人体内自主流动，突破一系列体内的生物屏障，找到病变部位，完成药物投放，是精准医疗时代的重要组成部分。
以溶栓药物为例，赵奕平介绍，血液当中存在着一种组织型蛋白酶，能防止血液凝结。而老年人因为身体机能变化，血液容易在某个部位凝结产生血栓，尤其是脑部。作为治疗，医生会迅速向病人体内输入一种TPA（组织型蛋白酶原活化因子）的溶栓药物，但是，它会在全身流动，严重时可能会导致某个地方的血管壁破裂，而真正需要通栓的部位，治疗效率却只有20％。 2018年，他的研究组以及合作者发表的文章中报告了一种办法，用磁力来引导纳米机器人，让这些纳米颗粒在血栓部位集结，再投放药物，能将所需药物剂量降低100倍，而溶栓速率提高4倍。
对于更加棘手的递送部位，纳米机器人也在早期突破中显现出了积极的潜力。大脑是纳米机器人最难到达的地方，因为它们需要穿过血脑屏障——这是一种选择性非常高的生物防御系统，只允许一些营养物质和特定分子通过，将病原体拒之门外。脑胶质瘤被称为“大脑杀手” ，是神经外科治疗中最棘手的肿瘤之一。由于这种肿瘤发生的位置很特殊，难以进行彻底的手术切除，残留的肿瘤细胞成为日后复发的根源。
想要治疗这一疾病，药物就要穿过血脑屏障。 2020年，历经8年努力后，哈尔滨工业大学教授贺强团队设计了一种递送策略。他们将抗癌药物装入磁性纳米凝胶中，凝胶外用细菌膜“伪装” ，隐藏在一种称为“中性粒细胞”的免疫细胞中。通过外部磁场和化学场的作用，纳米机器人穿过血脑屏障，实现脑胶质瘤部位的主动靶向药物递送。普通纳米载体递送效率大概是0.7％，这一新方法将抗肿瘤药物的递送效率提高到了约14％，文章于去年发表在《科学机器人》，是业内比较重要的研究进展。贺强说，未来递送效率还有望突破。
如今，在初步实验中，全球各地的纳米机器人科学家已经将这种微型机器用于治疗各种疾病的研究中。陶伟指出，在医学领域，除了药物递送，纳米机器人还可以用于疫苗制备、微观组织成像、疾病检测等。因为用途之广，贺强指出，纳米机器人对人类未来疾病诊断和治疗范式具有颠覆性的意义， “理论上，纳米机器人未来可以治疗所有疾病” 。
大约10年前，当赵奕平的父母因为脑卒中疾病同时住院之后，他就开始对如何将纳米机器人用到中风领域感兴趣，并于2014年与合作者发表了业内将纳米机器人用于中风治疗的第一篇论文。一般而言，疾病治疗通常采用物理和化学两种方法，像手术、肾结石碎石就是前者，而药物就是后者。他们设计的一种纳米马达，同时结合了物理和化学两种方法，在机器人上面搭载了溶栓药物，当它们进入到中风部位时，除了释放药物外，还可以通过机器人与血栓的机械作用来疏通血管堵塞。这种治疗思路，也被称为“微纳手术” 。
很少被人注意的是，在凝聚态物理领域，科学家们还将微纳米机器人用作一种模型，称为“活性胶体” ，用以研究肿瘤的形成和转移机制，以及鸟群、鱼群等自然界复杂的群体行为。这一理论研究领域，近年来在国内外引起广泛关注。
纳米机器人的驱动与控制
爱因斯坦曾预言：未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。纳米机器人正将微型化践行到底。