納米機(jī)器人在醫(yī)療上的應(yīng)用

納米機(jī)器人在醫(yī)療上的應(yīng)用組員：禹露2021/10/101 納米生物學(xué)的近期設(shè)想，是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研制可編程的分子機(jī)器人，也稱(chēng)納米機(jī)器人。合成生物學(xué)對(duì)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)與基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重新設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)“在體”或“濕”的生物計(jì)算機(jī)或細(xì)胞機(jī)器人，從而產(chǎn)生了另種方式的納米機(jī)器人技術(shù)。納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療之后，會(huì)在攻克許多頑癥方面為人類(lèi)帶來(lái)新的希望。摘要2021/10/102機(jī)器醫(yī)生鉆進(jìn)人體治病2021/10/103納米機(jī)器人：內(nèi)容

①在納米尺度上了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的聯(lián)系。②在納米尺度上獲得生命信息，例如，利用掃描隧道顯微鏡獲取細(xì)胞膜和細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)信息等。③納米機(jī)器人的研制。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療。還可以用來(lái)進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作、作整容手術(shù)、從基因中除去有害的ＤＮＡ，或把正常的ＤＮＡ安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行。第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，第三代納米機(jī)器人將包含有納米計(jì)算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)的裝置。2021/10/104納米機(jī)器人：結(jié)構(gòu)一：“手指”，起操作作用?？梢跃傻靥幚砀鞣N分子；有微小的“電腦”來(lái)指揮“手指”如何操作?！笆种浮笨赡苡商技{米管制造，它的強(qiáng)度是鋼的100倍，細(xì)度是頭發(fā)絲的五萬(wàn)分之一。

二：“電腦”，起指揮作用可能由碳納米管制造，這些碳納米管既能做晶體管又能做連接它們的導(dǎo)線(xiàn)?！半娔X”也可能由DNA制造，用適當(dāng)?shù)能浖妥銐虻撵`巧性進(jìn)行武裝的納米機(jī)器人可以構(gòu)建任何物質(zhì)。2021/10/105醫(yī)療用納米機(jī)器人構(gòu)造2021/10/106納米機(jī)器人：特色

組成納米級(jí)原件的元素主要有碳、氫、氧、硫，其中碳元素最總要。這是因?yàn)橛商荚咏M成的金剛石和納米碳管強(qiáng)度高，為化學(xué)惰性，不會(huì)引起免疫反應(yīng)和過(guò)敏休克反應(yīng)，所以應(yīng)用性強(qiáng)。

不過(guò)，納米醫(yī)學(xué)的獨(dú)到之處在于它的精確性。隨著納米技術(shù)的進(jìn)步，醫(yī)療納米機(jī)器人將裝備通信和導(dǎo)航系統(tǒng)。同時(shí)人體也會(huì)置入通信和導(dǎo)航系統(tǒng)。這樣醫(yī)生可以在分子水平上精確控制進(jìn)入人體的納米機(jī)器人。每種醫(yī)療納米機(jī)器人表面裝有特定的抗體，能與人體特定的細(xì)胞抗原結(jié)合，從而保證醫(yī)療納米機(jī)器人準(zhǔn)確到達(dá)要修復(fù)的組織和器官中。人體內(nèi)的納米機(jī)器人通過(guò)其表面抗體與細(xì)胞表面抗體的專(zhuān)一性，準(zhǔn)確識(shí)別并作用于專(zhuān)一部位，從而完成醫(yī)療任務(wù)。2021/10/107納米機(jī)器人(藝術(shù)圖)2021/10/108納米機(jī)器人在醫(yī)療上的作用1、細(xì)胞與基因的修復(fù)2、清理體內(nèi)垃圾3、養(yǎng)護(hù)血管

2021/10/1091、細(xì)胞與基因的修復(fù)隨著人類(lèi)對(duì)物質(zhì)控制能力的不斷進(jìn)步，將會(huì)誕生分子大小的機(jī)械部件，可以組裝成比細(xì)胞還要小的微型機(jī)器。人工制造的“細(xì)胞修復(fù)機(jī)”，在納米計(jì)算機(jī)的操縱下，可以逐個(gè)的原子進(jìn)行操作修復(fù)，修正DNA的錯(cuò)誤，維護(hù)個(gè)別細(xì)胞的成分。2、清理體內(nèi)垃圾人的機(jī)體是一個(gè)保持自然平衡的有機(jī)體，通過(guò)新陳代謝可以起到吸收新鮮養(yǎng)分、排除有害物質(zhì)的作用。但有時(shí)候人體自身平衡出現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自我平衡。例如，鉛、汞中毒，無(wú)法排出，也無(wú)法被分解。這時(shí)如果派納米機(jī)器人進(jìn)入體內(nèi)，就會(huì)極具目的性的把這些有害物質(zhì)清除體內(nèi)，使人體恢復(fù)自然平衡。3、養(yǎng)護(hù)血管人體的腦部血管常會(huì)有些天生脆弱的地方，平時(shí)不表現(xiàn)，但在意想不到的時(shí)候，可能突然發(fā)生破裂，導(dǎo)致腦溢血。如果我們事先派納米機(jī)器人進(jìn)入血管，細(xì)細(xì)檢查，并且一一修復(fù)那些脆弱血管，就可以避免悲劇的發(fā)生。有時(shí)血管中會(huì)產(chǎn)生血栓，堵塞血液正常流動(dòng)。如果把納米機(jī)器人導(dǎo)入血管，可以把血栓打成小碎片，避免血栓的發(fā)生。2021/10/1010醫(yī)療工作原理首先：醫(yī)療納米機(jī)器人被注入人體后，開(kāi)始在人體內(nèi)循環(huán)。然而，處于循環(huán)狀態(tài)的醫(yī)療納米機(jī)器人在靶域之外，完全不具有活性。當(dāng)納米機(jī)器人進(jìn)入靶域后，靶域細(xì)胞表面抗體會(huì)被醫(yī)療納米機(jī)器人檢測(cè)到。此刻，醫(yī)療納米機(jī)器人轉(zhuǎn)入活性狀態(tài)。當(dāng)然，納米機(jī)器人要得到監(jiān)管醫(yī)生的聲音指令后才最終轉(zhuǎn)入治療狀態(tài)。由于人體內(nèi)已經(jīng)置入了導(dǎo)航系統(tǒng)，所以整個(gè)治療過(guò)程完全處于監(jiān)管醫(yī)生控制之下。2021/10/1011納米機(jī)器人正在尋找入侵的病毒2021/10/1012

納米機(jī)器人還可以攜帶化學(xué)藥物，并且準(zhǔn)確送達(dá)靶細(xì)胞，并且，其表面?zhèn)鞲衅髂軝z測(cè)周?chē)幬锏臐舛?，從而控制藥物的釋放劑量?021/10/1013一個(gè)納米機(jī)器人正在進(jìn)入紅細(xì)胞2021/10/1014

一個(gè)納米機(jī)器人在清理血管中的有害堆積物

一個(gè)納米機(jī)器人在清理血管中的有害堆積物2021/10/1015納米機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題

有關(guān)醫(yī)療納米機(jī)器人在人體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，美國(guó)康奈爾大學(xué)研究人員在活細(xì)胞內(nèi)的能源機(jī)制啟發(fā)下，制造出的一種馬達(dá)。這種微型馬達(dá)以三磷酸腺苷酶為基礎(chǔ)，依靠為細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)提供能量的高能分子三磷酸腺苷（ATP）為能源。

在高中生物我們知道ATP事實(shí)上是人體能量的直接來(lái)源，當(dāng)A-P~P~P（低能）或A~P~P~P（高能）通過(guò)水解轉(zhuǎn)化為ADP+Pi時(shí)釋放出能量。上面兩種圖片中的醫(yī)療用機(jī)器人事實(shí)上正是利用了ATP作為能量的來(lái)源。2021/10/1016納米機(jī)器人血管清淤2021/10/1017在二維物體表面行走的納米蜘蛛機(jī)器人(藝術(shù)圖)2021/10/1018展望納米機(jī)器人一直在發(fā)展。就如已經(jīng)有化學(xué)家們利用測(cè)序取得了一定的成績(jī)，他們使用短小的DNA分子步移技術(shù)（DNAwalker）幫助合成復(fù)雜的DNA分子。這種DNA“步移者”實(shí)際上可以看作是一種非常原始的DNA機(jī)器人，它可以沿著線(xiàn)性軌道一步步的往前走。這位DNA機(jī)器人的腿就是與固定在預(yù)設(shè)表面上的DNA鏈互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合的DNA鏈?；パa(bǔ)的概念從高中生物學(xué)過(guò)就是A=T，G