纳米机器人如何助力癌症治疗

加拿大蒙特利尔综合理工学院的西尔万·马特尔（Sylvain Martel）利用磁共振成像（MRI）扫描仪在猪体内操控载药纳米机器人。对于马特尔这位纳米机器人研究员来说，2017年一个晚上，MRI机器里的活猪已是常见景象。那时，他和同事们已花十多年改进纳米机器人群体，希望它们能成为抗癌药物载体。当晚团队测试改变猪的体位对纳米机器人穿越肝动脉分支的影响。

团队观察到，机器人向肝脏聚集形成亮闪云状物。相比猪平躺，让猪略向下倾斜放入MRI，到达目的地的机器人数量增近两倍。马特尔称，这虽是更多工作的开始，却像多年试错的成果。他表示，多年来团队不断展示技术进展：改进技术、证明机器人能携药给药，如今实现人体尺度高效移动，虽耗时久，但下一步或将提速。

该研究让纳米机器人距人体应用更近，未来或革新癌症诊疗。动物模型研究已显示，纳米机器人能协助活检手术、筛查难测癌症、阻断肿瘤供氧及输送药物疫苗，癌症领域尤其适合纳米机器人创新。

纳米机器人通常小于100纳米，具定向或自主运动能力，区别于被动运输的纳米载体。微型机器人（约1毫米）也常依赖纳米技术。它们分无机（含银、金、铁等金属）和有机（以DNA或蛋白质为支架）两类，可通过磁、光、声等力或化学反应操控。20世纪90年代出现雏形，约20年后韩国团队开发出“细菌机器人”，能通过追踪癌细胞化学梯度检测实体瘤。

研究人员还开发生物混合机器人，将合成元素引入生物实体。自然界已赋予许多理想特征，如细菌的鞭毛和传感器。马特尔团队利用海洋细菌造纳米机器人，可借磁力移至肿瘤附近，再切换传感器追踪缺氧肿瘤信号。

目前癌症纳米机器人研究在靶向给药领域进展最大，优于化疗放疗等传统疗法。中国团队用DNA折纸纳米机器人结合肿瘤血管细胞的核仁素，触发释放凝血酶，在乳腺癌小鼠模型中抑制肿瘤生长、促癌细胞死亡、防转移。

西班牙的梅迪纳 - 桑切斯专注女性生殖系统癌症，开发了精子与磁性3D打印结构的生物混合微型机器人。精子尾部摆动有力，可物理损伤肿瘤，还含融合细胞膜的酶，能结合肿瘤释放药物，且可载抗癌药（甚至联合疗法）不影响活性，其天然蛋白还能抑制免疫反应，减少对宿主伤害。