Çin Bilimler Akademisi'nde araştırmacı olan Liu Lianqing: Nano manipülasyon robotları, lenfoma gibi kişiselleştirilmiş tedavilerde nasıl kullanılabilir?
Lei Feng'e göre: Yakın zamanda, 2017 Dünya Robot Konferansı Yapay Zeka ve Robot Gençlik İnovasyon ve Girişimcilik Forumu Pekin'de düzenlendi.Bu forum, Çin Elektronik Gömülü Sistemler ve Robotik Şubesi tarafından düzenlendi ve Yarui Capital, Zhen Fund ve Lide tarafından oluşturuldu Bir dizi üniversite, risk sermayesi kurumu ve yeni girişim tarafından üstlenilmiş ve desteklenmiştir.
Öğleden sonra forumun açılış konuşmasında, Çin Bilimler Akademisi, Shenyang Otomasyon Enstitüsünde araştırmacı olan Profesör Liu Lianqing, "Mikro-nano Kontrolü ve Kişiselleştirilmiş Tıpta Uygulaması" konulu bir konuşma yaptı.
Aşağıdakiler, Profesör Liu Lianqingin konuşmasının içeriğidir. Lei Feng.com asıl niyeti değiştirmedi:
Bugünkü konum esas olarak tıbbi bakımla ilgili, bu istatistiki bir tablo, biri Amerikan Otomobil Üreticileri Derneği, diğeri ise Amerikan Eczacılık Derneği. Tüm ilaç endüstrisinin piyasa değeri, büyük bir pazara sahip olmanın temel varsayımına uygun olarak otomotiv endüstrisininkinden çok daha yüksektir. Önümüzdeki birkaç on yıl içinde bir ailenin arabası olmayabileceği düşünülebilir, ancak ilaçsız bir aile hayal etmek zordur.Örneğin, aspirin ve kan şekerini düşürücü ilaçlar artık biraz daha yaşlı insanlar tarafından kullanılacaktır.
Bugün mikro-nano teknolojisini ilaç endüstrisinin gelişimi ile nasıl birleştireceğimizi tartışacağız. Ben bir nano manipülasyon robotuyum, nano manipülasyon robotunun ne olduğunu anlatmama izin verin. Pek çok insan, yapılandırılmış nesneleri istenen şekillerde yüksek hız ve verimlilikle birleştiren endüstriyel robotlar görür. Ancak ölçek küçüldükçe hücreler mikroskop yardımıyla görülebiliyor, bu yüzden şimdi nispeten nadir olan mikro manipülasyon robotları yaptık.
Ama aslında, 20. yüzyıldan sonraki neredeyse tüm biyolojik atılımlar, genler, klonlama vb. Gibi mikromanipülasyon teknolojisinin geliştirilmesine dayanıyor ve ölçek daha da küçültüldü.Şimdi düşük faktörlü moleküllerin karbon nanotüpleri gördüğünü görüyoruz ve başka birine ihtiyacımız var Manipülasyonlarını gerçekleştirmek için bir araç. Nano görünmez ve soyuttur.Nano manipülasyon robotu ile nano'yu görmekle kalmaz, aynı zamanda ona dokunabilirsiniz.
Size bir örnek vereyim: Bir kişi canlı bir sinir hücresini kesip nano bir operasyon gerçekleştirdiğinde, sadece nano sahnenin gerçek zamanlı değişikliklerini görmekle kalmaz, aynı zamanda canlı hücrenin sıçrama geri besleme kolu aracılığıyla kesmek için ne kadar yerçekimi gerektiğini de görebilir. Elbette, bir hücre zarını mekanik yöntemler kullanarak çeşitli şekillerde delmek, sadece yaklaşık 2 nanometre çapındaki bir DNA molekülünü itmektir. Onu iterken, sadece DNA molekülünün gerçek zamanlı değişikliklerini görmekle kalmaz, aynı zamanda bir DNA molekülünü itmek için ne kadar yerçekimi gerektiğini de hissedebilirsiniz.
İnsanların robotlara izin verme yeteneğini, insanların yaptığı ancak yapmak istemedikleri şeyleri yapmalarına yardım etmekten değiştirin ve insanların yeteneklerini daha da genişletin ve geliştirin, bırakın robotlar insanlara insanların isteyip de yapamayacakları şeyleri yapmalarına yardım etsin. Bunun nano manipüle edilmiş robotların robotlara katkısı olduğunu düşünüyorum.
Bu robot sistemi ile neler yapılabilir? Yeni ilaç geliştirmeyle bütünleşmek istiyoruz. Bu resimdeki kırmızı çizgi, yeni ilaç araştırma ve geliştirmeye yapılan yıllık yatırımı temsil ederken, yeşil yeni ilaçların yıllık üretimini temsil eder. Ne kadar çok para yatırılırsa, daha az ve daha az ilaç ve başka bir eksen varsa, çeşitli yeni ilaçlar vardır. Giderek daha fazla hastalık var.
Artık tüm tıp endüstrisi, girdi ve çıktı arasındaki boşluğu doldurmak için acilen yeni teknolojilere ihtiyaç duyuyor. Yeni ilaç üretim sürecinden bahsetmeyelim. Gerçek olan milyonda birdir. Yalnızca bir tanesi 10.000 bileşikten nitelikli. Şanslı değilseniz, kimse yok. Pfizer, ilaç araştırma ve geliştirme nedeniyle birkaç yıl önce bir araştırma ve geliştirme merkezini neden kapattı? Başarısızlık, yaklaşık 1,5 milyar ABD doları, bu temel bir arka plan.
İlaç araştırmasının başarısızlığının ana nedenleri ilaç etkinliği ve toksisitesidir. Bu ilacın etkisi yoktur veya bazı insanlar için etkilidir.Toksisite kalp hastalığını tedavi etmek için iyi olabilir ancak karaciğere zarar verir. İnsanlar şimdi ilaç satın aldıklarında, sıklıkla "şeker hastaları için dikkatli ve kalp hastalığı olan hastalar için dikkatli kullanın" görüyorlar. Bu ilaç yararlı olsa da bazı yan etkilere de sahiptir. Diğer hücreleri öldürür. Mikro-nano kontrol teknolojisini dahil ettik ve bu iki alanda bazı katkılarda bulunduk.
Kişiselleştirilmiş tıp, özellikle lenfoma için Pekin 307 Hastanesi ile işbirliği yapmaktadır. Kanser bir numaralı katildir, herkes buna aşinadır.Kanserin geleneksel tedavileri kemoterapi ve radyoterapidir. Radyoterapi ve kemoterapinin etkileri hala iyidir, ancak sorunu, yan etkilerin çok büyük olmasıdır.İnsanların yüksek enerjili ışınlarla bombardımanı sadece tümör hücrelerini öldürmekle kalmaz, aynı zamanda tüm normal hücreleri öldürür, bu da radyoterapi ve kemoterapiye yol açar. Daha sonra insanlar dişlerini, saçlarını, endokrin bozuklukları vb. Kaybederler.
Daha sonra yeni bir hedefli tedavi çıktı, temel prensibi örnek olarak lenfomadır Lenfoma kanser hücrelerinin yüzeyinde bir antikor CD20 var Bu ilaç CD20'nin antijenidir.Antikor ile antijen arasındaki etkileşim hücreleri öldürür. ölü. Antikorların çoğu sadece kanser hücrelerinin yüzeyinde bulunduğundan, bu ilacı aldıktan sonra ilaç kanser hücrelerine biyolojik bir füze gibi yapışır ve normal hücrelere hiçbir etkisi olmaz Bu ilaç büyük bir başarı elde etmiştir. Ama sorunu, bazı insanlar etkili, bazıları değil.
Ünlü CCTVden Bay Luo Jing, 307 Hastanesinde tedavi gördü. Bu ilaç üzerinde etkili değildi. Bu ilaç çok pahalıdır ve haftada on binlerce dolar tutmaktadır. Doktorlar bu ilacı hastalar üzerinde kullanıp kullanmayacaklarını bilmiyorlar.Örneğin, Bay Luo Jing ekonomik durumu daha iyi olduğu sürece kullanıyor.Sıradan insanlar için, haftada onbinler olursa, yüzbinler birkaç hafta boyunca aşağı inecek.
Doktor bizi buldu, neden bazı insanların etkili olduğunu ve diğerlerinin neden etkili olmadığını araştırmanın bir yolu var mı? Bu çok karmaşık bir biyolojik problem. Bu sorunu, kanser hücrelerini öldürmek için antikorlar ve antijenlerin etkileşimine dayanarak daha basit hale getirmek istiyoruz. Bazı insanlar etkili, bazıları değil Hücre yüzeyindeki antikorların yoğunluğu farklı mı? Yoğunluk ne kadar yüksekse, yapıştırıcı ilaçların etkisi o kadar iyi veya antikor ile antijen arasındaki bağlanma kuvveti farklıysa, bağlanma kuvveti ne kadar büyükse, etki o kadar iyi olur, bu yüzden böyle temel bir varsayımımız var.
Sonunda ilacın etkinliğinin Newton yasasından ayrılamayacağına ve fiziğin açıklayabileceği bir sorun olması gerektiğine inanıyoruz. Bu, sıvı bir ortamda canlı hücrelerin yüzeyinde yalnızca birkaç nanometre boyutunda olan antikorları nasıl tespit edebileceğimizi ve nano ölçekli bile olmayan antikorların ve antijenlerin kuvvetlerini nasıl ölçebileceğimiz anlamına gelir. Çok çalıştık, sadece sonuçları bildiriyorum, belirli detaylar tanıtılmayacak.
Robotlar üzerinde yapılan çalışmalar sayesinde, antikorlar ve antijenler arasındaki kuvvet, canlı hücrelerin yüzeyinde doğru bir şekilde ölçülebilir, aynı zamanda tek moleküllü yerçekimi olarak da adlandırılır.Hücreler çıkarıldıktan sonra, hücre yüzeyindeki antikorların yoğunluğu klinikten elde edilebilecek şekilde karakterize edilebilir. Çok sayıda hücreyle, bu kişiselleştirilmiş bir ilaçtır.
İlk keşif, kuvvetin büyüklüğü ile olan ilişkinin özellikle büyük olmadığı, ancak yoğunluk ile yakından ilişkili olduğudur.Yoğunluk yüksek olduğunda etki iyidir.Tüm biyolojik deneyler yüzlerce testten geçmek zorundadır. Ancak test sırasında başka bir sorun keşfettiğimizde, biyopsiden alınan hücreler normal kırmızı kan hücreleri tarafından ezildi.Yalnızca kırmızı kan hücrelerini değil, kanser hücrelerini ölçmek istedik. Hücreleri nasıl etkili bir şekilde ayırabilirim? Akış sitometresini milyonlarca floresan lekeye sokmak istemiyorum.
Fotonu cismin yüzeyine vurmak için fiziksel bir ayırma yöntemi kullanıyoruz ve nesnenin hareketini momentum teoremine göre gerçekleştiriyoruz Sorun şu ki, ışık yoğunluğu son derece yüksek ve hücreyi çalıştırırken hücreyi ölümüne yakmanın kolay olmasıdır. Hücreleri etkilemeden onu ayırmanın bir yolunu bulmalıyız.
Işık enerjisinden elektrik enerjisine ve sonra mekanik enerjiye fotoelektrik nikelin çalışma yöntemini yaptık.Işık nasıl bir şekle, kuvvet nasıl bir şekle ... Işık yoğunluğu hafif nikelin sadece binde biri ama yerçekimi aynı. . Bu ışıkla, hücrelerin farklı özelliklerinden dolayı, aynı ışık demetinin normal hücreler ve kanser hücreleri üzerinde farklı kuvvetler ürettiğini keşfettik.Elektrik frekansının ve ışık yoğunluğunun ayarlanması yalnızca kanser hücrelerini destekleyebilir, ancak normal hücreleri destekleyemez. Hücreler, ileri geri ve tekrar tekrar taranarak normal kanser hücrelerinden ayrılabilir.
Ayrıca dikkatlice bakarsanız, kanser hücrelerinin yüksek hızda döndüğünü göreceksiniz.Dönüşün nedeni kanser hücrelerinin keskinliğinin normal hücrelerden farklı olmasıdır. Bu bize bir aydınlanma verir. Kanserin erken teşhisi için kanser hücrelerinin dönüşünü kullanabilir miyiz? Akut değişiklikler başlangıçta başlar. Sadece akut yüzey antikor antijenleri içerdiğinde fiziğin kendi özelliklerini tespit etmek için flüoresanı kullanabiliriz.
Bir elektrokardiyogram gibi önceki kanser döngüsünde ortaya çıktı, bir hücre elektrogramımız var. Her hücre tipinin birlikte dönen rezonans frekansı farklıdır. Dört tip kanser hücresi yapıldı ve dört tip hücre farklı spektrumlarla iyi ayrıldı. Her hücre türü farklı bir frekansta yankılanır.Bu yöntemi kanseri erken teşhis etmek için kullanıyoruz.
Kısaca özetlemek gerekirse, önce kan alıyoruz ve kanserin erken teşhisi için hemodinamik spin kullanıyoruz ve ardından normal hücrelerden ayırmak için değerle birleştiriyoruz Nanorobotlar moleküler yoğunluk ve moleküler kuvveti ölçer. Son olarak, hastanın bu ilacı aldıktan sonra ne kadar etkili olacağını öngören bir model var.
İlk adımdan altıncı adıma kadar sadece birinci ve altıncı adımların doktor tarafından yapılması gerekir.İkinci, üçüncü, dördüncü ve beşinci adımlar mühendislik yöntemleriyle yapılır.Bu kanserin erken teşhisi ve kişiye özel tıbbın sonuna kadar tamamlanmasıdır. Bazı lisansüstü öğrencilerimizi her yöne yatırdık ve şimdi bu alanda çalışmalar yapıyoruz. Bu, kişiselleştirilmiş tedavi, daha etkili tedavinin nasıl elde edileceği içindir.
Şu anda taranan ilaçlar hücreler tarafından taranmaktadır.İnsan vücudundaki hücreler üç boyutlu doku bloklarıdır ve üç boyutlu ortam birbirine bağlıdır ve karşılıklı olarak desteklenir.Şimdi yeni ilaçların taranması, üç boyutlu bir bağlantı oluşturamayan, tüm ilaçlarla sonuçlanan test tüpüne dağılmış bir hücre yığınıdır. Etkili tahmin aynı şey değil, bu ilk.
İkincisi, kalp hastalığını tedavi etmek için genellikle yalnızca bir hücre türü kullanılır. Kardiyomiyositlere bakmak yanlıştır. Kardiyomiyositlere bakmanın yanı sıra, karaciğer ve akciğer hücreleri birlikte büyütülür ve aynı zamanda kardiyomiyositler için iyi olup olmadığını görmek için birlikte kültürlenir. Diğer hücrelere zarar vermek temel bir fikirdir.
Robotik mikro-nano kontrol sisteminde ilk adım, üç boyutlu bir doku bloğu oluşturmak için hücreleri ve çimento yapıştırıcısını karıştırmaktır.Işığın şekli, hücrenin büyüyeceği şeklidir. Hücreler arasındaki üç boyutlu bağlantı, insan vücudunun şekline daha yakındır. Sadece bir tür hücre yetiştirmiyorum, birkaç çeşit hücre yetiştirmem gerekiyor, her renk farklı bir hücreyi temsil ediyor Şu anda bir fotoelektrik kontrol yöntemim var ve onu gerçek zamanlı olarak kontrol edebiliyorum. Temel prensip çimento yapıştırıcısının burada olmasıdır.Önce hücreler aynı ışık huzmesi ile hücre blokları haline getirilir ve daha sonra fotoelektrik nikel sistemde birleştirilir.İnsan ortamını simüle etmek için farklı tipte hücreler bir araya getirilir.
Herkes Tetris oynamıştır.Her hücre türü farklı bir hücre türünü temsil eder. Bu hücreler serbestçe toplanabilir. Avantajı kalp kası, karaciğer ve akciğerlere sahip olmasıdır. Bu durumda aynı anda bir ilaç ekleyin. Sadece bu tip hücrelerin ortak reaksiyonlarına bakın.Sonuçta, ilacın tahmini sadece bir hücre yanıtı değil, genel bir tepkidir. Kardiyomiyositler için çok iyiyse, ancak diğer tüm hücreleri öldürüyorsa, bu ilaç çok toksiktir ve klinik deneylerin bir sonraki aşamasına geçmesini önermiyorum.
Birkaç hücre tipi, bir renk tek tip hücreyi temsil eder ve şimdi üç tip hücre elde edebilmiştir Üç tip hücre bir araya getirildiğinde, üç hücre türü de hayatta kalabilir ve bir sonraki klinik teste girebilir. Şimdi bu sistem ilk olarak Şangay İlaç Araştırma Enstitüsünde uygulandı ve bileşiklerin ön taramasında kullanılmaya başlandı.
Pek çok yatırım çevreleri Steve Jobs'u çok iyi tanıyor. "Buz hokeyinin zaten orada olduğu yere koşamayız, buz hokeyinin kayacağı yere koşmamız gerekiyor." Sektörden biraz uzaktayım ve yaptığımız mikro-nano'nun çok fazla temeli var gibi görünüyor. İçinde araştırma var. Eğer gerçek temel araştırma çığır açamazsa, bu temel bir araştırmadır, ancak bir gün atılımlar sağlayabiliyorsa, Büyük Atılım olmalı.
* Leifeng.com'dan rapor
