20 世紀 60 年代，科幻片《神奇旅程》（Fantastic Voyage）第一次向人們描繪了這樣的場景：利用微縮科技進入人體內部修復受損的細胞。隨著科技的發展，該影片裡的很多猜想現在都已實現。
納米醫療技術專家、蘇黎世聯邦理工學院助理教授 Simone Schuerle 就曾發明過一種由 3D 列印而成的、可受外部磁場操控的微型機器人。這種機器人能夠向腫瘤等病變組織輸送納米顆粒藥物，實現更精準的靶向給藥。
這種技術到底有什麼神奇之處？它又會如何改變我們的生活？在全球新興科技峰會的講臺上，Schuerle 現身說法，分享了自己和她所帶領的團隊在這個領域取得的最新成果，並展望了納米醫療技術光明的未來。
圖|蘇黎世聯邦理工學院助理教授 Simone Schuerle（來源：EmTech China）
對於精準醫學來說，如今是一個令人興奮的時代。科學家們希望可以用新的技術，來預測病人的發病時間，並且為他們提供相應的幹預，而這正是納米醫療技術的核心。
納米醫療技術的尺度非常小。DNA 的寬度大約是 2 納米，而一些納米醫療工具的大小比 DNA 還要小。在這樣微小的尺度下，很多基礎的物理性質都和我們所熟悉的不一樣。以一塊金子舉例，我們所熟悉的金子的顏色，是金燦燦會反光的，然而，納米尺度的金離子卻可以呈現出五彩繽紛的不同顏色。這意味著，用於醫療的納米機器人和常規的機器人很不一樣。
Schuerle 表示，納米醫療機器人的輸入端是人體和一些外在的信號，經過處理之後，會生成相應的輸出。舉例來說，在輸入端，能夠控制和驅動納米機器人的有磁場、超聲波、溫度、光感等等；而輸出的信息則可以是 pH 值的變化、生物標記物的釋放，甚至是微型氣泡等可以用來表徵疾病的信號。通過處理之後，我們就可以獲得診斷信息，甚至還可以把納米機器人作為一個醫療工具，來進行癌症的診斷和更好的治療。
圖|納米醫療機器人的輸入、處理和輸出過程。（來源：Simone Schuerle）
因此，納米醫療技術是一個交叉融合的學科。它需要化學、生物學、醫藥、計算機科學、物理學等許多領域的通力合作，Schuerle 把這種合作叫做科學的整合。
在癌症治療領域，納米機器人可以更加有效地把治療方法精準地實施在癌細胞上。
比如說，有一個病人可能患了癌症。通常，醫生會取一個活體切片，然後對一些特定的酶進行化驗，來判斷罹患癌症的風險到底有多少。
對酶進行測量的方式，是利用一些傳感器。當這些傳感器碰到酶的時候，會釋放出一些標記物，然後這些標記物是可以被探測到的。然而，酶存在於人體內的很多地方，使得這種測量的噪音非常大。Schuerle 研發出了一種納米外殼，可以很好地保護好納米傳感器，把它們精準地送到癌症的病灶。之後，利用磁場的發熱現象，激活並打開這些納米外殼。產生的標記物可以通過尿液排出，然後我們就可以進行檢測。
圖|納米外殼可以保護納米傳感器，把它精準地送達病灶。（來源：Simone Schuerle）
另一方面，在傳統的給藥方法中，只有約 1% 的藥物是真正能夠在病灶上起效的。因此，Schuerle 希望可以利用磁控技術，把微型膠囊更好地送到病灶上。然而，由於膠囊的尺度實在是太小了，它在血液、組織裡穿行的阻力非常大。阻力的大小與表面積的大小有關，一個 1 立方米的正方體，它在表面積是 6 平方米。但如果把這個正方體切成無數個大小只有 1 立方納米的小正方體，那麼總表面積會是之前的 10 億倍。由於大小的限制，穿過人的組織去做磁力控制非常難。
Schuerle 利用仿生學，發明了一種特殊的螺旋結構納米醫療機器人。它通過 3D 列印製造出來特殊結構，模擬的是大腸桿菌鞭毛的形態。這種特殊形狀的納米機器人，就可通過磁力的控制，實現在血液和組織裡自由地移動。