CN109420241A - 一种生物细胞仿真的纳米机器人 - Google Patents

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M31/00—Devices for introducing or retaining media, e.g. remedies, in cavities of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient

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Abstract

本发明一种适用于一种生物细胞仿真的纳米机器人，包括：生物仿真外壳（1）、中央处理器（2）、内环境材料合成器（3）、分子机器（4）、分子马达（5）、生物材料储存器（6）、信息传输系统（7）。当医生把该纳米机器人植入病人体内后，其生物仿真外壳（1）可以模拟大肠杆菌的外部结构并在病人体内游动，这时生物仿真外壳（1）的内环境交换口打开，吸收病人体内微量的内环境物质，再由中央处理器（2）对这些物质进行分析，找出由异常的物质后，控制内环境材料合成器（3）进行化合反应产生相应的生物原料，分子机器（4）利用生物原料产生相应的内环境物质，由生物材料储存器（6）携带并在病灶处释放，从而维持病人内环境的稳态。

Description

一种生物细胞仿真的纳米机器人
技术领域
本发明是涉及一种机器人，具体地说是涉及一种基于生物仿真的纳米技术的生物细胞仿真的纳米机器人。
背景技术
20世纪80年代后期微电子技术的快速发展以及微电子技术与机械、光电等的结合，为微型机器人的出现提供了必要条件。随着晶体压电效应的发展以及超磁致伸缩材料磁－机耦合技术的应用，新型微驱动研发的成功成为了微型机器人发展的重要基础。一般认为，纳米机器人是根据分子水平的 生物学原理为设计原型，在纳米尺度上应用生物学原理，研制可编程的分子机器人。它是纳米机械装置与生物系统有机结合的产物。
纳米机器人是机器人工程学的一种新兴科技，纳米机器人的研制属于分子纳米技术，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。目前关于纳米机器人的应用有：当人体某个部分感染时往往会服用或注射抗生素，但是抗生素在血液里会被稀释，真正起到治疗效果的只有一小部分药物，大部分药物只是对人体产生了副作用，利用纳米机器人则可以直接把小剂量的药物送至感染部位，减少了副作用，还提高了治疗效果。在生物医学上，科学家让纳米机器人在人的血管网络中漫游，进行巡逻和检查，尽早发现异常细胞，而且可以对人体内细胞组织进行修复。它不仅可以完成早期诊断工作，更重要的是可以充当微型医生而发挥治疗作用，解决传统医生难以解决的问题，如：杀死癌细胞，疏通血栓，清除动脉脂肪沉积物等。现阶段的纳米机器人主要依靠自驱动原理，即通过人体内部体液参与的化学反应等来提供机器人在人体内部运动所需的能量和驱动力。关于纳米机器人的驱动可以采用分子马达，分子马达,是由生物大分子构成，利用化学能进行机械做功的纳米系统。目前人类研制纳米机器人的一大障碍就是找不到足够小的动力装置，那么分子马达是一个很好的解决办法。分子马达，又名分子发动机，是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质，它们的构象会随着与ATP和ADP的交替结合而改变，ATP水解的能量转化为机械能，引起马达形变，或者是它和与其结合的分子产生移动。分子马达靠很小的增值来工作，转入蛋白质构象的改变从而能进行有引导的运动，它需要一条引导马达装配的运动轨道进行有规则的运动来通过一段距离。
发明内容
本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种生物细胞仿真的纳米机器人，该纳米机器人可以通过置入病人体内，进而对疾病进行监控和治疗。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
一种生物细胞仿真的纳米机器人，由生物仿真外壳1、中央处理器2、内环境材料合成器3、分子机器4、分子马达5、生物材料储存器6、信息传输系统7组成。
所述生物仿真外壳1采用高弹性生物膜仿真材料制成，具有高度的生物相容性，可以通过生物膜的分子开关进入人体的各个组织，甚至是细胞的内部，其表面有内环境交换口可以与人体内环境进行充分的物质交换，且该生物仿真外壳1可以在人工控制下改变形状。
所述中央处理器2内置无菌高压集成芯片，可以综合处理各种复杂的信息，并协调控制该纳米机器人的各系统的运行。
所述内环境材料合成器3可以利用生物材料储存器6中携带的分子材料在人体内进行化合作用，从而产生人体需要的生物原料。
所述分子机器4可以模拟人体的化学反应，利用内环境材料合成器3生产的生物原料，再生产出人体所需的大分子物质，进而通过生物仿真外壳1的内环境交换口把产生的大分子物质输送至病人体内。
所述分子马达5为该纳米机器人的动力系统，可以把该纳米机器人体内的化学反应产生的热能转化为机器能，进而为该纳米机器人运行提供动力。
所述生物材料储存器6是由生物膜仿真材料组成的，可以用来携带人体分子材料，或者暂时存放该纳米机器人产生的各种生物原料，也可以由中央处理器2控制在人体指定位置释放携带的生物原料，对人体的内环境进行调整。
所述信息传输系统7内置微型无线连接器和微型摄像头，可以和外界专用计算机进行无线连接，从而协助专业医生对病人进行诊断。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过植入人体内，可以模拟人体内的化学反应，为人体产生必要的生物大分子物质，调节人体内的内环境；也可以携带微量药物给病人进行精确治疗，还可以对人体的内环境进行监控，协助医生对病人进行诊断；本发明将会推动现代医学的高速发展。
附图说明
图1是本发明一种生物细胞仿真的纳米机器人的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1所示一种生物细胞仿真的纳米机器人，由以下几部分组成：生物仿真外壳1、中央处理器2、内环境材料合成器3、分子机器4、分子马达5、生物材料储存器6、信息传输系统7。
其具体工作原理为：首先由专业医生采用医疗设备将该纳米机器人植入病人的手臂，接着生物仿真外壳1可以模拟大肠杆菌的外部结构，由分子马达5提供动力在病人体内游动，这时生物仿真外壳1的内环境交换口打开，吸收病人体内微量的内环境物质，再由中央处理器2对这些物质进行分析，找出由异常的物质后，控制内环境材料合成器3进行化合反应产生相应的生物原料，然后由分子机器5模拟人体的化学反应生产对应的内环境分子材料并送入生物材料储存器6进行暂时存放，接着医生通过信息传输系统7控制该纳米机器人到达病人的病灶处，最后再由中央处理器2对病灶处信息进行处理后，控制生物材料储存器6释放储存的内环境分子材料，从而使病人内环境维持稳态；当医生已经诊断出病人的具体病情，则可以预先在生物材料储存器6放入指定药物，由中央处理器2直接控制该纳米机器人到达病人的病灶处并释放药物，为病人进行精确治疗。
本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种生物细胞仿真的纳米机器人，包括：生物仿真外壳（1）、中央处理器（2）、内环境材料合成器（3）、分子机器（4）、分子马达（5）、生物材料储存器（6）、信息传输系统（7），其特征是:所述生物仿真外壳（1），所述内环境材料合成器（3），所述分子马达（5）。
2.根据权利要求1所述的一种生物细胞仿真的纳米机器人，其特征是：所述生物仿真外壳（1）采用高弹性生物膜仿真材料制成，具有高度的生物相容性，可以通过生物膜的分子开关进入人体的各个组织，甚至是细胞的内部，其表面有内环境交换口可以与人体内环境进行充分的物质交换，且该生物仿真外壳（1）可以在人工控制下改变形状。
3.根据权利要求1所述的一种生物细胞仿真的纳米机器人，其特征是：所述内环境材料合成器（3）可以利用生物材料储存器（6）中携带的分子材料在人体内进行化合作用，从而产生人体需要的生物原料。
4.根据权利要求1所述的一种生物细胞仿真的纳米机器人，其特征是：所述分子马达（5）为该纳米机器人的动力系统，可以把该纳米机器人体内的化学反应产生的热能转化为机器能，进而为该纳米机器人运行提供动力。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101744645A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 中国科学院生物物理研究所 纳米生物机器人及其应用
BG110432A (bg) * 2009-07-28 2011-01-31 Институт По Механика-Бан Робот за микро и нано манипулации
CN102431966A (zh) * 2011-12-27 2012-05-02 复旦大学 一种管状多孔微米马达及其制备方法和应用
CN103691048A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 山东科技大学 一种作用于靶细胞的微型装置
CN105695327A (zh) * 2016-04-06 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 一种纳米机器人

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101744645A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 中国科学院生物物理研究所 纳米生物机器人及其应用
BG110432A (bg) * 2009-07-28 2011-01-31 Институт По Механика-Бан Робот за микро и нано манипулации
CN102431966A (zh) * 2011-12-27 2012-05-02 复旦大学 一种管状多孔微米马达及其制备方法和应用
CN103691048A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 山东科技大学 一种作用于靶细胞的微型装置
CN105695327A (zh) * 2016-04-06 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 一种纳米机器人

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