世界衛生組織指出,不孕癥與腫瘤、心血管病是全球三大高發疾病類型。20年前,我國育齡人群中的不孕不育率僅為3%,處于全世界較低水平。如今,全國平均每8對育齡夫婦中就有1對面臨生育方面的困難,不孕不育率攀升到12.5%~15%,接近發達國家15%~20%的比率。
誘發不孕癥的原因是綜合性的,環境污染、過早婚前性行為、性傳播疾病的感染、婚前人流藥流次數增加、工作壓力大、生育年齡延遲等等,這些因素都會容易導致不孕不育。不少城市上班族夫妻,在精神和環境的雙重壓力下已經付出沉重的“生命代價”。
近日,德國的科學家宣稱,他們的新發明納米機器人可以幫忙“造人”。聽起來很科幻,科學家們已經初步實驗證明,這種納米機器人可以順利檢測并摧毀血液中的癌細胞,能輸送藥物,也能夠把精子細胞送達目的地。
這是世界上首個以精子為動力的納米機器人,由德國德累斯頓納米科學研究所的科學家們精心打造。因為可以幫助受孕困難的夫妻解決生寶寶的各種難題,這個納米機器人被視為是當前最安全的新型醫學“體內受精”輔助手段。
研究人員奧利弗·施密特(OliverSchmidt)和他的研究小組研發了一個50微米長、5-8微米直徑的金屬磁性納米管,因為納米管的一頭較寬,另一頭則狹窄,從寬頭游進納米管的精子頭部會被困當中,類似尾巴的精子細胞鞭毛便會粘在納米管一端的外邊緣。
因為這個納米管是可以根據磁場而旋轉的,這樣就能保證精子游動的方向正確指向“卵子”。當精子的鞭毛自由游動的時候,便能成功驅動生物機器人。
實驗人員把磁納米機器人放進充滿公牛精液的液體中,在成功捕獲了精子細胞后,磁場控制了游動方向,溫度控制了運動速度,這樣就可以順利夾帶精子送達特定的位置。
在這個過程中,精子相當于充當了馬達,在預定的方向上驅動了金屬納米管。施密特表示,精子細胞是這類研究非常具有吸引力的選擇,因為它們并不需要額外的驅動電源,且對身體無害,非常適合在粘稠的液體里游過。
此前施密特在接受英國媒體采訪時表示,最大的挑戰是調整納米管的尺寸,使其稍大于精子頭同時又能讓精子尾自由活動。“精子尾從納米管一端伸出,起到推進器的作用,為生物機器人提供動力。直到現在,科學家只能借助各種化學物質和磁場對細胞群進行操控。”
相比傳統的人工受孕治療方法,納米機器人不但準確率更高,而且還更安全。在當前不孕癥的治療手段中,試管嬰兒是最普遍的治療選擇,不過這種體外受精技術其實也存在一定的風險。因為這種治療方法通常會在女性子宮中放入多于1個的胚胎,因此媽媽懷上雙胞胎或三胞胎的幾率比正常情況都要高。
實驗證明,通過體外受精成功懷孕的夫妻中,每4對就有1對會懷上雙胞胎,而在總體人群中每80對夫妻中大約才有1對,而多胎妊娠是會增加流產以及其他孕期并發癥的風險,醫療費用也會相應增高。
精子動力納米機器人不僅提高了現階段體外受精技術的效率,也減少了人工受孕技術導致的多胞胎意外。據不完全統計,雙胞胎的懷孕分娩成本要比單胎高出5倍,三胞胎甚至高出20倍。這意味著使用精子動力機器人輔助受孕,媽媽需要承擔的風險和成本都將大幅降低。
事實上,除了可以幫助人類解決受孕困難之外,納米機器人的醫學應用前景有著無限的潛力,例如癌癥的治療。雖然化療是可以阻止或延緩腫瘤細胞生長,但這項技術對分裂速度比較快的健康細胞也會造成傷害,并產生一些嚴重的副作用。
但有了納米機器人,醫生們就可以讓這些機器人圍剿癌細胞,讓化療等治療手段指向特定的目標,從而避免治療過程中其他內臟和細胞受到化療藥物的傷害。除此之外,治療動脈粥樣硬化、去除血塊、清潔傷口納米機器人也能大派用場。
盡管目前精子動力納米機器人還處在試驗階段,但對于這項技術的應用前景,施密特表示非常有信心:盡管利用磁導航精子輔助受孕還有很長的路要走,但沒有理由懷疑這項技術的光明前途。