納米操作機(jī)器人可定義為能夠?qū){米尺度物體實(shí)現(xiàn)有效操控的機(jī)電系統(tǒng)，與宏觀機(jī)器人相比，它具有超級(jí)靈敏、超高精確等特點(diǎn)，可以在極微小尺度下完成宏觀機(jī)器人無(wú)法實(shí)現(xiàn)的各種觀測(cè)、表征和操控功能。2005年，沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所建立了我國(guó)第一臺(tái)納米操作機(jī)器人系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上率先開(kāi)展了與生命科學(xué)相交叉的前沿科學(xué)研究，在癌癥臨床治療方面的應(yīng)用正是這樣一個(gè)例子。
眾所周知，癌癥是威脅人類健康的頭號(hào)殺手，而惡性淋巴瘤則是全球常見(jiàn)癌癥之一。我國(guó)每年新增病人8.4萬(wàn)例，超過(guò)4.7萬(wàn)人因該疾病而死亡。抗CD20單抗是治療B細(xì)胞淋巴瘤的靶向治療藥物，盡管該藥物在臨床上取得了巨大成功，但仍有部分病人得不到緩解，而且該藥價(jià)格昂貴，是否應(yīng)對(duì)病人用藥已成為困擾臨床醫(yī)生的關(guān)鍵難題。
針對(duì)該問(wèn)題，機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微納米課題組與中國(guó)人民解放軍307醫(yī)院開(kāi)展合作，利用納米機(jī)器人技術(shù)對(duì)淋巴瘤細(xì)胞開(kāi)展了體外探測(cè)研究，期望通過(guò)對(duì)腫瘤細(xì)胞表面抗原密度的表征和抗體-抗原分子作用力的檢測(cè)，揭示抗CD20單抗產(chǎn)生耐藥性差異的分子機(jī)理，并通過(guò)與實(shí)際臨床療效的對(duì)比與建模，實(shí)現(xiàn)臨床治療中患者耐藥性的前期預(yù)測(cè)。
《科學(xué)通報(bào)》封面圖中顯示的是淋巴瘤細(xì)胞的體外探測(cè)三維形貌圖，以及利用納米機(jī)器人技術(shù)在單個(gè)腫瘤細(xì)胞表面探測(cè)得到的抗原分布密度和抗體作用力的表征圖。隨著探測(cè)樣本的增加，研究團(tuán)隊(duì)有望在近期實(shí)現(xiàn)藥物療效提前預(yù)測(cè)的研究目標(biāo)，并幫助臨床醫(yī)生獲得個(gè)體化的用藥方案。
沈陽(yáng)自動(dòng)化所研究團(tuán)隊(duì)自2009年成立以來(lái)，圍繞研究目標(biāo)開(kāi)展了大量的創(chuàng)新性研究，并在機(jī)器人技術(shù)和生物醫(yī)藥交叉科學(xué)領(lǐng)域取得了一些重要原創(chuàng)性成果，如開(kāi)發(fā)了單細(xì)胞活動(dòng)狀態(tài)表征技術(shù)、液體環(huán)境探測(cè)噪聲抑制技術(shù)、抗原分子特異性識(shí)別技術(shù)以及細(xì)胞表面改性方法等。這些方法與技術(shù)的突破，表明沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所在納米機(jī)器人與生命科學(xué)融合研究方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，為納米操作機(jī)器人在細(xì)胞分子生物學(xué)的應(yīng)用開(kāi)辟了新的道路。
本研究的相關(guān)成果已分別發(fā)表于Biochemicalandbiophysicalresearch(2011,404:689-694)，SCIENCECHINALifeSciences(2010,53:1189-1195)，《科學(xué)通報(bào)》(2010,55:2188-2196)以及IEEE納米分子醫(yī)學(xué)等期刊和國(guó)際會(huì)議上，并申請(qǐng)了相關(guān)發(fā)明專利。
相關(guān)研究受到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院和機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。
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