第11版:科技前沿 PDF版下载

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兵在掌上阅 亮剑弹指间

科技云


■本期观察:段生福 赵文环 张校尉

精准投药杀菌——

DNA纳米机器人

近期,纳米材料领域顶级期刊《纳米视野》发表了一项中国科学家的最新研究成果——DNA纳米机器人。该机器人模型由来自中国科学院和安徽大学的联合团队构建而成,是首个可非线性云集“围攻”生物靶标分子的智能纳米机器人模型。

DNA纳米机器人拥有自我识别、结构开合、靶标捕获等“自主意识”。其形状类似发夹,大概有100个左右的核苷酸长。由于核苷酸自身作用力和序列的可编程性,再结合DNA合成和修饰等技术,使得机器人可以更好地进行药物靶向递送。进入人体后,能根据人体内的不同情况做出相应的变化。

研究人员表示,可以利用这款机器人的导向作用,精准给人体内的单个细胞递送药物,从而改变以往只能通过血液循环输送药物的局面。技术成熟后,还能通过它来做一些更加精细的工作,例如进行超灵敏诊断等。

有望治疗癌症——

生物混合机器人

不久前,《科学》杂志子刊《科学进展》发表文章称,德国一家智能系统研究所将机器人技术与生物学相结合,构建出一款生物混合机器人。

大肠杆菌可在高黏性液体中游弋,且具有极强的传感能力。研究小组发现,将纳米脂质体连接到单个大肠杆菌上,可进一步增强这一“超能力”。运用此技术构建的微型细菌混合机器人集结在肿瘤所在位置,受到红外激光照射时,会产生温度达到55℃的光线,从而触发脂质体的熔化过程并释放出其内部封闭的药物。此外,酸性环境也会让药物自动释放到肿瘤附近。

研究人员认为,未来的生物混合机器人或能更有效地与癌症作斗争。将机器人注射到癌症患者体内,可以精确地将粒子导向肿瘤,以微创无痛、毒性最小的方式,在癌变位置发挥治疗作用。

智能辅助手术——

膝关节手术机器人

随着外科手术技术的发展,机器人手术也慢慢进入骨外科领域。不久前,一款国产膝关节手术机器人成功问世,填补了相关领域机器人的空白。

操作过程中,需要先将患者的CT扫描数据导入电脑进行建模,系统会为医生提供完整的患者骨骼信息、精准三维重建、模拟手术预演等,然后辅助医生制定精准、个性的规划。最后,利用一体化刀臂辅助截骨,在高精度导航下自动运行至截骨平面实施手术。

全膝关节置换术是目前治疗终末期膝关节骨关节炎的经典手术。有研究指出,这款机器人辅助下的人工膝关节置换术,能更好地减轻人工膝关节磨损,延长使用时间,避免患者二次手术。日前,全国首台国产机器人膝关节置换手术已经成功开展。

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