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抗癌新希望微型機器人可在體內“作業(yè)”

2017-03-19 來(lái)源:掌上資訊  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:雖然抗體介導治療具有一定前景,但是這種藥物并不是上上策,加之超過(guò)10萬(wàn)美元的天價(jià),對于大多數癌癥患者和家庭來(lái)說(shuō)都是種負擔不起的治療方案。

  近日,抗癌大軍又迎來(lái)了一股新力量,《科學(xué)·機器人學(xué)》雜志刊登了一項新的研究成果,研究人員利用磁場(chǎng),遠程控制帶有磁性的微型機器人在人體內進(jìn)行“作業(yè)”。

  單獨做任務(wù)分工各不同

  過(guò)去的10年中,磁力技術(shù)不僅在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應用,還在醫學(xué)領(lǐng)域贏(yíng)得了一席之地——利用磁力遠程控制人體內的醫療器械。例如可以通過(guò)磁力輔助遠程控制導管系統進(jìn)行簡(jiǎn)單的血管內操作;或者利用磁力引導接受檢查者體內的膠囊攝像機,通過(guò)在“膠囊”中植入永磁體,在患者體外設置磁場(chǎng),通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的引力將膠囊攝像機引導到想要檢查的部位。除此之外,還曾有研究利用磁場(chǎng)同時(shí)控制成群的小磁鐵。按理說(shuō),如果能“指揮”這樣一支由微型機器人組成的團隊,那么在協(xié)助治療癌癥等重大疾病上就能發(fā)揮巨大作用。

  不過(guò),領(lǐng)導這樣一支特殊團隊可不簡(jiǎn)單,需要強大的運籌帷幄能力,懂得“調兵遣將”??墒?,靠磁力指揮隊伍實(shí)在是個(gè)巨大的挑戰。我們都知道,磁場(chǎng)能影響到范圍內的所有物體,如果這些物體又具有相同的性質(zhì),那么只可能是一呼百應,“呼啦啦”都朝一個(gè)方向去了,很難分別下達命令。

  為了解決單獨指揮“隊員”的難題,使這些微型機器人能夠分別以不同速度朝不同的方向移動(dòng),來(lái)自德國漢堡飛利浦研究院的研究人員開(kāi)發(fā)出了新方法,能夠在一支完全相同的螺旋機器人團隊中控制任意一名成員,使它能夠單獨執行特殊任務(wù)。“我們的技術(shù)能讓微型機器人在人體內部實(shí)現復雜的操作。”該研究的第一作者,物理學(xué)家尤爾根·拉姆說(shuō)。

  操控靠磁場(chǎng)類(lèi)似抓娃娃

  首先,拉姆的團隊打造了許多完全相同的螺旋機器人,接著(zhù),利用一個(gè)強大的、均勻的磁場(chǎng)將這些螺旋機器人固定住。在這個(gè)強大磁場(chǎng)中有一個(gè)洞,微型機器人是相對“自由的”。利用這個(gè)自由點(diǎn)位,在大磁場(chǎng)上疊加一個(gè)相對較弱的、溫和的旋轉磁場(chǎng),就可以控制自由點(diǎn)位中的螺旋機器人旋轉,又不會(huì )影響到其他“隊友”了。另外,研究人員可以通過(guò)調整大磁場(chǎng)來(lái)變換自由點(diǎn)位的位置,這樣就有了像“抓娃娃機”一樣的功能,可以自由選擇單個(gè)機器人。

  實(shí)驗中,研究人員成功地讓幾個(gè)螺旋機器人同時(shí)朝著(zhù)不同方向精確地旋轉。該研究團隊指出,理論上,他們可以同時(shí)操縱數百個(gè)微型機器人。“有人想到利用螺旋傳動(dòng)原理,這樣微型機器人在人體內執行某些操作時(shí)就不用依靠電池或者馬達作動(dòng)力了。”拉姆說(shuō)。

  微型機器人用處特別多

  在掌握了這門(mén)先進(jìn)的“排兵布陣術(shù)”后,研究人員已經(jīng)想好了一大串可以讓這支團隊大展拳腳的“職場(chǎng)”。

  一種是在可注射型微型藥丸上配備微型螺旋機器人。醫生可以利用磁場(chǎng)遠程遙控螺旋機器人,“指揮”其旋轉打開(kāi)藥丸釋放藥劑。利用這種方法,醫生可以確保含有放射性成分的藥物只“盯著(zhù)”腫瘤,并將其摧毀,而不會(huì )影響到周邊健康的組織,從而減少副作用。另外,一旦藥物釋放出了所需治療劑量的放射物,醫生可以用磁力遙控關(guān)閉藥丸。這種藥丸由金屬材料制成,以具備防止放射性物質(zhì)泄漏的性質(zhì)。

  還有一種是用于整形外科等涉及植入物的情況,醫療植入物可以隨著(zhù)時(shí)間發(fā)生改變。例如,隨著(zhù)病人的痊愈,醫生可以利用磁力改變植入物的形狀,以便更好地適應患者的體型。

  按照拉姆的設想,未來(lái),研究人員將能開(kāi)發(fā)出更加小巧的磁場(chǎng)裝置,用于控制微型機器人。同時(shí),利用X光機或超聲波掃描儀等造影技術(shù),準確定位這些微型機器人的“工作場(chǎng)所”。

  抗癌“三十六計”

  增加防御——讓免疫系統自己動(dòng)手

  除了科學(xué)家們費心為我們找到的各路“幫手”,我們人類(lèi)自身能不能努力一把呢?要知道,我們自身的免疫系統是一個(gè)非常強大又復雜的存在,它能識別出入侵者的幾乎無(wú)限種“嘴臉”,并將其摧毀。在了解癌癥及免疫系統間的互動(dòng)后,研究團隊正以此努力開(kāi)發(fā)調動(dòng)身體自然防御潛力的新療法,并稱(chēng)之為免疫療法。

  強強聯(lián)合——抗體抗原殺死癌細胞

  當我們的身體受到外來(lái)細胞如病毒或細菌感染時(shí),免疫系統就會(huì )立即做出反應。生成的抗體會(huì )與外來(lái)細胞表面的蛋白質(zhì)——抗原相結合。有時(shí)這一過(guò)程足以中和外來(lái)細胞,其他情況下,抗體和抗原結合“標記”該細胞,作為T(mén)淋巴細胞的消滅對象。免疫療法可以對免疫系統進(jìn)行“培訓”,使其生成可以與癌細胞抗原結合的抗體,從而阻止這些抗原蛋白的促生作用,或者標記癌細胞為免疫細胞摧毀的對象。

  引進(jìn)外援——利用藥物刺激免疫系統

  免疫療法中頗具前景的一種就是合成的單克隆抗體。這些藥物可以“纏住”癌細胞抗原并標記讓它們去死。

  雖然抗體介導治療具有一定前景,但是這種藥物并不是上上策,加之超過(guò)10萬(wàn)美元的天價(jià),對于大多數癌癥患者和家庭來(lái)說(shuō)都是種負擔不起的治療方案。

  自力更生——利用疫苗對抗癌細胞

  俄亥俄州立大學(xué)綜合癌癥中心阿瑟·G·詹姆斯腫瘤醫院和理查德·J.Solove研究所以及全球其他機構中的研究人員,正在研究能夠觸發(fā)相同機制的單針疫苗。將精心設計合成的蛋白質(zhì)通過(guò)接種疫苗或免疫接種的方式輸入體內,可以訓練免疫系統識別癌細胞的抗原。相比抗體介導治療,這種方法“物美價(jià)廉”,一次有效接種能使患者獲得數年的“戰斗力”,而且費用遠低于1000美元。

  以毒攻毒——釋放病毒軍隊進(jìn)行攻擊

  除了上述方法,研究人員意識到可以訓練病毒來(lái)抗擊癌癥,而且這種方法有雙重好處。這些溶瘤病毒可以直接攻擊癌細胞,并能在病變細胞內大量復制,導致病變細胞的爆裂。和接種疫苗一樣,溶瘤病毒能夠打造一個(gè)長(cháng)期又堅固的防御系統,在幾個(gè)月甚至幾年時(shí)間內訓練免疫系統攻擊癌細胞。

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