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發(fā)布日期:2022-04-18 點擊率:57
未來學家雷·庫茲韋爾又要樂了。
這個被比爾·蓋茨認為是對未來預測最準確的人,幾年前曾這樣說道:“在顯微鏡下,我看到自己的白血球包圍一個病原體,然后摧毀它,但是太慢了,整個過程需要一小時。我相信在未來,納米機器人可以移植進身體,幾秒鐘完成同樣的工作。”
近日,《科學·機器人學》雜志刊登香港城市大學科學家研發(fā)出的一種微型機器人,能夠在磁力的控制下,將細胞運輸?shù)街付ㄎ恢谩炱濏f爾口中的身體內(nèi)的機器人有了“眉目”。雖然它還沒有自主意識,是受外界物理力的控制運作的,但憑著能夠在生物體內(nèi)讓細胞“指哪打哪”“打哪停哪”的功力,已經(jīng)讓預言向現(xiàn)實邁出了一大步。
細胞“隨波逐流”的命運或被改寫
“回輸”是細胞治療需要仰仗的主要手段之一。將細胞注射回人體,猶如將一艘艘小船放回航道,而人體內(nèi)是一個密織交錯的“航道網(wǎng)”,如果沒有有效的、執(zhí)行力強的“導航”設(shè)備,只能“隨波逐流”。無法到達指定位置的細胞治療,功效將被大大稀釋,甚至不起作用。
科學家曾試過多種方法。“可利用化學力、生物力、物理力的作用實現(xiàn)細胞的定點投放。”國家“千人計劃”特聘專家楊光華說,例如,已獲臨床應用的CAR-T細胞療法,是利用生物中抗原抗體反應產(chǎn)生的力。通過對T細胞(免疫細胞的一種)進行修飾,在其上安裝能通過抗原抗體反應識別腫瘤的“CAR”,一旦腫瘤細胞表面的蛋白被CAR識別,就被“錨定”在目標腫瘤細胞上,發(fā)揮作用。
磁控下的微型機器人則是利用物理力實現(xiàn)對細胞的控制。香港城市大學研究團隊在載體表面覆蓋鎳,使得微弱的磁力可以為進入血管“航道”的細胞“小船”掌舵導航甚至錨定。“例如用細胞修復軟組織,要讓細胞到需要修復的地方扎根、生長,之前將細胞懸液注射進人體內(nèi)之后,細胞未必能停留在人們期望的位置,一直存在難以定位的困難。如果該技術(shù)真正臨床,將解決這一問題。”楊光華說。
細胞載體除了能定位,還需要解決裝載量的問題。為了盡可能多地運送目標細胞,論文顯示,研究團隊利用計算機模擬不同形狀“細胞載體”在不同血管中的運動后,確定使用空洞球狀的構(gòu)型并伸出“觸角”,可以承載下更多細胞。
“該研究給了細胞治療領(lǐng)域一個全新的設(shè)計思路和探索方向。”楊光華認為,微型機器人如同運送救援隊的卡車,要能“進得去、到得準、出得來”。為了驗證這3點,研究團隊分別在多個黏稠度的培養(yǎng)液、透明的斑馬魚胚胎中以及小鼠中實驗,證明3D打印制造出的微型機器人可以航行、抵達目的地并使所攜帶細胞在指定地點生效。
要能“進得去、到得準、出得來”
如果說人體內(nèi)是另一個“阿凡達世界”,那科學家從未停止嘗試對這個世界實施精準影響,每一個設(shè)計都精妙絕倫。無論是靶向治療還是精準治療,未來的醫(yī)學都在努力向著對病灶的精確打擊或者修復進發(fā),他們目前所掌握的“異世界”控制手段包括基因、蛋白甚至化合物等自帶“靶點”匹配特性的物質(zhì),以及超聲波、磁、光、力等外場控制的作用力。
“納米槍技術(shù)是將兩類結(jié)合起來,完成對腫瘤部位的定點‘狙殺’。”作為細胞治療和基因治療的產(chǎn)業(yè)推動者,楊光華提到的“納米槍”在一個多月前完成了對一名老年肺癌患者的首例臨床試驗治療。納米槍的“子彈”設(shè)計精巧,同樣要完成“進得去、到得準、下得來”這3大任務。
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