Den nuværende æra af Nanoteknologi er nået til et stadium, hvor forskerne er i stand til at udvikle programmerbare og eksternt kontrollerbar komplekse maskiner, der er bygget på molekylært niveau, som kan arbejde inde i patientens krop. Nanoteknologi vil gøre det muligt for ingeniører at konstruere avancerede nanorobotter, der kan navigere i den menneskelige krop, transport vigtige molekyler, manipulere mikroskopiske objekter og kommunikere med læger i form af miniature sensorer, motorer, manipulatorer, kraftværker og molekylær skala computere. Idéen om at bygge en nanorobot kommer fra det faktum, at kroppens naturlige nanodevices, den neutrophiles, lymfocytter og hvide blodlegemer konstant Rove om kroppen, reparere beskadigede væv, angribe og spise invaderende mikroorganismer, og fejer op fremmede partikler i forskellige organer til at bryde ned eller udskille. Hvad er nanorobotter Nanorobotics fremstår som en krævende felt beskæftiger sig med minimal ting på molekylært niveau. Nanorobotter er kvintessens nanoelectromechanical systemer designet til at udføre en bestemt opgave med præcision på nanoskala dimensioner. Dens fordel i forhold til konventionel medicin ligger på dens størrelse. Partikelstørrelse har effekt på serum-levetid og mønster af deposition. Dette giver mulighed for lægemidler i nanostørrelse skal anvendes i lavere koncentration og har en hurtigere indsættende terapeutisk virkning. Det giver også materialer til kontrolleret drug delivery ved at dirigere luftfartsselskaber til et bestemt sted [1]. Den typiske medicinske nanodevice vil sandsynligvis være en mikron-skala robot samlet fra nanoskala dele. Disse nanorobotter kan arbejde sammen som reaktion på miljø stimuli og programmeret principper til at producere makro skala resultater [2]. Elementer af nanorobotter Carbon vil formentlig være det bærende element, der omfatter størstedelen af en medicinsk nanorobot, sandsynligvis i form af diamant eller diamondoid / fulleren nanokompositter. Mange andre lette grundstoffer som brint, vil svovl, ilt, kvælstof, fluor, silicium, osv. kan anvendes til særlige formål i nanoskala gear og andre komponenter [2]. Den kemiske inaktivitet diamant er bevist af flere eksperimentelle undersøgelser. Et sådant eksperiment udført på mus peritoneale makrofager dyrket på DLC viste ingen væsentlig overskridelse frigivelse af laktat dehydrogenase eller af det lysosomale enzym beta N-acetyl-D-glucosaminidase (et enzym, vides at blive frigivet fra makrofager under betændelse). Morfologiske undersøgelse viste ingen fysisk skade på enten fibroblaster og makrofager, og menneskelige osteoblast lignende celler, der bekræfter de biokemiske tegn på, at der ikke var nogen toksicitet og at der ikke inflammatorisk reaktion blev fremkaldt in vitro. Jo glattere og mere fejlfri diamant overflade, jo mindre er leukocyt aktivitet og fibrinogen adsorption. Et eksperiment med Tang et al. [41] viste, at CVD diamant vafler implanteres intraperitonealt i levende mus i 1 uge afslørede minimal inflammatorisk respons. Interessant nok, den grovere "poleret" overflade, blev et mindre antal spredt og smeltet makrofager til stede, hvilket tyder på, at nogle aktivering havde fundet sted. Den udvendige overflade med nær-nanometer glathed resulterer i meget lav bioaktivitet. På grund af den ekstremt høje overflade energi passiviseret diamant overflade, og den stærke hydrofobicitet af diamant overflade, diamant ydre er næsten helt kemisk inaktivt. Bestanddele og Design af nanorobotter Nanorobotter vil besidde hele spektret af autonome delsystemer, hvis design er afledt ud fra biologiske modeller. Drexler åbenbart var den første til at påpege, i 1981, at komplekse enheder ligner biologiske modeller i deres strukturelle komponenter [42]. De forskellige komponenter i nanorobot design kan omfatte indbyggede sensorer, motorer, manipulatorer, strømforsyninger og molekylære computere. Måske den mest kendte biologiske eksempel på en sådan molekylære maskineri er ribosomet den eneste frit programmerbare nanoskala assembler allerede eksisterer. Den mekanisme, hvormed protein binder sig til specifikke receptor site kan kopieres til at konstruere den molekylære robotarm. Den manipulatorarm kan også være drevet af en detaljeret sekvens af styresignaler, ligesom ribosomet behov mRNA til at guide sine handlinger. Disse kontrol signaler leveret af eksterne akustiske, elektriske eller kemiske signaler, der modtages af robotarmen via en indbygget sensor ved hjælp af en simpel "broadcast arkitektur" [43, 44 og 45] en teknik, der også kan bruges til at importere strøm . de biologiske celler kan betragtes som et eksempel på en udsendelse arkitektur, hvor kernen af cellen sende signaler i form af mRNA til ribosomer til fremstilling af cellulære proteiner. Samlefabrikker er molekylære maskine-systemer, der kan beskrives som systemer, der kan udføre molekylære Fabrikation på atomar skala [46], som kræver kontrol signaler fra en onboard nanocomputer Denne programmerbare nanocomputer skal være i stand til at acceptere lagrede instruktioner, der er sekventielt udføres direkte manipulatoren armen for at placere den korrekte delen eller nanopart i den ønskede position og retning, hvilket giver præcis kontrol over timingen og placeringen af kemiske reaktioner eller samleprocesser [47]. Tilgange til opførelse af nanorobotter Der er to primære tilgange til bygning på nanometer skala: positionelle montage og saml-selv. I positionelle samling, beskæftiger efterforskere nogle enheder, såsom arm af en miniature robot eller en mikroskopisk indstillet til at afhente molekyler én efter én og samle dem manuelt. I modsætning hertil er self-assembly meget mindre omhyggelige, fordi det tager fordel af den naturlige tendens til visse molekyler til at søge hinanden ud. Med selvsamlende komponenter, har alt, efterforskerne at gøre er at sætte milliarder af dem i et bægerglas og lod deres naturlige tilhørsforhold slutte sig til dem automatisk i den ønskede konfiguration. Realiseringen af komplekse nanorobotic systemer kræver fremstillings teknikker, der kan opbygge en molekylær struktur via beregningsmodeller af diamant mechanosynthesis (DMS) [3, 4]. DMS er kontrolleret tilsætning af kulstofatomer til væksten overfladen af en diamant krystalgitter i et vakuum-produktionsmiljøet. Kovalente kemiske bindinger er dannet én efter én som følge af positionally begrænset mekaniske kræfter i spidsen af et skanning probe mikroskop apparatet, efter en programmeret sekvens. Anerkendelse af Target Site af nanorobotter Forskellige molekyle typer udmærker sig ved en serie af kemotaktiske sensorer, hvis bindingssteder have en forskellig affinitet for hver type molekyle. [6] Kontrolsystemet skal sikre en passende ydelse. Det kan demonstreres med et bestemt antal nanorobotter reagere så hurtigt som muligt til en bestemt opgave baseret scenario. I 3D Workspace målet er overfladen kemikalier gør det muligt for nanorobotter til at opdage og anerkende det [6, 7 og 8]. Produktion bedre sensorer og aktuatorer med nanoskala størrelser gør dem med at finde kilden til frigivelse af de kemiske. Nanorobot Kontrol Design (NCD) simulator blev udviklet, som er software til nanorobotter i miljøer med væsker domineret af Brownske bevægelse og tyktflydende end inertikræfter. Først som et punkt i sammenligning, brugte forskerne nanorobotter "lille Brownske bevægelser til at finde målet ved tilfældig søgning. I en anden metode, overvåge nanorobotter for kemisk koncentration væsentligt over baggrundsniveauet. Efter registrering af signalet, anslår en nanorobot de koncentrationsgradient og bevæger sig mod højere koncentrationer, indtil den når målet. I den tredje tilgang, frigivelse nanorobotter på målet et andet kemikalie, som andre bruger som en ekstra ledende signal til målet. Med disse signal koncentrationer, der kun nanorobotter passerer inden for et par mikron af målet sandsynligvis at opdage signalet. Således kan vi forbedre reaktion ved at have den nanorobotter fastholde positioner nær karvæggen i stedet for at flyde gennem hele volumenstrømmen i beholderen fra kontrol af koncentrationen af et signal fra andre, en nanorobot kan estimere antallet af nanorobotter på målet. Så nanorobot bruger disse oplysninger til at afgøre, hvornår nok nanorobotter er på målet, og dermed ophæver en ekstra "lokkemidler" signalerer en nanorobot kan slippe. Det konstateres, at nanorobotter stopper tiltrække andre, når nok nanorobotter har reageret. Beløbet anses nok, når målet region er tæt dækket af nanorobotter. Således disse små maskiner, arbejde på target site nøjagtigt og præcist for så vidt kun, som det er designet til at gøre [9]. Strategier Ansat i nanorobotter til at omgå de immunsystemet Alle medicinske nanorobot placeret inde i den menneskelige krop vil støde fagocyterende cellerne mange gange i løbet af sin mission. Således alle nanorobotter, som er af en størrelse, der kan indtages ved fagocyterende celler, skal omfatte fysiske mekanismer og operationelle protokoller for at undgå og flygte fra fagocytter. Den oprindelige strategi for medicinske nanorobotter er først til at undgå fagocyterende kontakt eller anerkendelse. For at undgå at blive angrebet af værtens immunsystem, det bedste valg er at have en udvendig belægning af passiv diamant. Den glattere og fejlfri belægningen, de mindre er reaktionen fra kroppens immunsystem. Og hvis dette ikke lykkes så for at undgå det er at binde sig til phagocyt overflade, der fører til fagocyterende aktivering. Hvis fanget, kan den medicinske nanorobot fremkalde exocytose af phagosomal vakuole, hvor den er indgivet eller hæmmer både phagolysosomal fusion og phagosome stofskifte. I sjældne tilfælde kan det være nødvendigt at dræbe phagocyt eller blokade hele fagocyterende systemet. Den mest direkte tilgang til en fuldt funktionel medicinsk nanorobot er at ansætte sin motilitet mekanismer til at locomote ud af, eller væk fra, de fagocyterende celle, der forsøger at opsluge det. Dette kan indebære omvendte cytopenetration, hvilket skal gøres med forsigtighed (f.eks, kan den hurtige exit af nonenveloped virus fra celler være cytotoksisk). Det er muligt, frustreret fagocytose kan fremkalde en lokaliseret kompenserende granulomatøs reaktion. Medicinske nanorobotter kan derfor også være nødvendigt at anvende simple, men aktive defensive strategier til at forebygge granulom dannelse. Metabolizing lokale glukose og ilt til energi kan gøre det kraftoverførsel af nanorobotter. I et klinisk miljø, ville en anden mulighed være eksternt leveret akustisk energi. Når den opgave nanorobotter er afsluttet, kan de hentes ved at tillade dem at exfuse sig selv via de sædvanlige menneskelige ekskretionsorganerne kanaler eller kan også fjernes ved hjælp af aktiv ådselsæder systemer [10, 11]. Nanorobotter i Kræft påvisning og behandling Udviklingen af nanorobotter kan give bemærkelsesværdige fremskridt til diagnosticering og behandling af kræft. Nanorobotter kunne være et meget nyttigt og håbefuld for behandlingen af patienter, eftersom de nuværende behandlinger som strålebehandling og kemoterapi ofte ender med at ødelægge mere raske celler end kræft dem. Ud fra dette synspunkt, giver det en ikke-deprimeret behandling for kræftpatienter. Den nanorobotter vil være i stand til at skelne mellem forskellige celletyper, der er de maligne og normale celler ved at kontrollere deres overflade antigener (de er forskellige for hver type celle). Dette sker ved brug af kemotaktiske sensorer indtastet til den specifikke antigener på target-cellerne. En anden metode bruger den innovative metode til at opnå en decentral styring til et distribueret kollektiv indsats i bekæmpelsen af kræft. Ved hjælp af kemiske sensorer, de kan programmeres til at opdage forskellige niveauer af E-cadherin og beta-catenin i primær og metastatisk faser. Medicinske nanorobotter vil derefter ødelægge disse celler, og kun disse celler. Følgende metoder blev overvejet: · Random: nanorobotter bevæger passivt med væsken nå målet, hvis de støder ind i det på grund af Brownske bevægelse. · Følg gradient: nanorobotter overvåge koncentration intensitet for E-cadherin signaler, når de opdages, måle og følg gradient indtil nå målet. Hvis gradienten skøn efter signaldetektion finder ingen yderligere signal in50ms, de nanorobot finder signalet til at være en falsk positiv og fortsætter flyder med væsken. · Følg gradient med Attractant: som ovenfor, nanorobotter ankommer til målet, men de frigiver derudover en anden kemisk signal bruges af andre til at forbedre deres evne til at finde målet. Således er en større gradient af signal intensiteten af E-cadherin anvendt som kemiske parameter identifikation i at vejlede nanorobotter til at identificere maligne væv. Integrerede nanosensorer kan anvendes til en sådan opgave for at finde intensiteten af E-cadherin signaler. Således de kan anvendes effektivt til behandling af kræft [9]. Praktisk eksempel på nanorobotter strategi for Cancer Detection og behandling Pharmacyte er en egen strøm, computerstyrede medicinske nanorobot system, der kan digitalt præcis transport, timing og målrettet levering af farmaceutiske midler til specifikke cellulære og intracellulære destinationer i det menneskelige legeme. Pharmacytes undslippe fagocyterende processen, da de ikke vil embolize små blodkar, fordi den mindste levedygtige menneskelige kapillær, der tillader passage af intakte erythrocytter og hvide blodlegemer er 3-4 micronmeter i diameter, hvilket er større end den største foreslåede Pharmacyte. Pharmacytes vil have mange anvendelser i nanomedicin såsom indledningen af apoptose i kræftceller og direkte kontrol af celle signalering processer. Pharmacytes kunne også mærke målceller med biokemiske naturlige defensive eller latrintømning systemer, en strategi kaldet "fagocyterende udflagning" [12]. For eksempel er romanen anerkendelse molekyler udtrykkes på overfladen af apoptotiske celler. I tilfælde af T-lymfocytter, er en sådan molekyle phosphatidylserin, en lipid, som er normalt begrænset til den indvendige side af plasmamembranen [1m], men efter induktion af apoptose, på ydersiden fremgår [13]. Celler med dette molekyle på deres overflade, kan derefter blive anerkendt og fjernes ved fagocyterende celler. Seeding den ydre mur af et mål celle med phosphatidylserin eller andre molekyler med lignende aktion kunne aktivere fagocyterende adfærd, makrofager, som havde fejlagtigt identificeret målcellen som apoptotiske substanser, der kan udløse en reaktion fra kroppen [14] Pharmacytes ville være i stand til at gennemføre op til ca 1cubicmeter af farmaceutiske nyttelast opbevares i indbyggede tanke, der er mekanisk losses ved hjælp af molekylær sortering pumper, der drives under kontrol af en onboard computer [15,16]. Afhængig mission krav, kan nyttelasten udledes i umiddelbare ekstracellulære væske eller leveret direkte ind i cytosolen ved hjælp af en transmembrane injektor mekanisme. Hvis der er behov for et bestemt program, kan deployerbare mekanisk cilia og andre lokomotiv systemer føjes til Pharmacyte at tillade transvascular og transcellular mobilitet, således at levering af farmaceutiske molekyler til specifikke cellulære og selv intracellulære adresser med ubetydelige fejl. Pharmacytes, når udtømt deres nyttelast eller have afsluttet deres mission, ville blive tilbagebetalt af patienten ved konventionelle ekskretionsorganerne veje. [17] nanorobotter kan derefter blive genoplades, omprogrammeres og genanvendt til brug i en anden patient, som kan have brug for en anden farmaceutisk agent målrettet til forskellige væv eller celler end i den første patient [27, 28]. Nanorobotter i diagnosticering og behandling af diabetes Glucose transporteres gennem blodet er vigtigt at fastholde det menneskelige stofskifte arbejder healthfully, og dens korrekte niveau er et centralt spørgsmål i diagnosticering og behandling af diabetes. Uløseligt forbundet med glukose molekyler, det protein hSGLT3 har en vigtig indflydelse på at opretholde en ordentlig mave kolinerge nerve-og skeletmuskel funktion aktiviteter, der regulerer ekstracellulær glukose koncentration [18]. Den hSGLT3 molekyle kan tjene til at definere glukoseniveauerne for diabetes patienter. Det mest interessante aspekt af dette protein er, at det fungerer som en sensor til at identificere glukose [18]. Den simulerede nanorobot prototype model har indbygget Complementary Metal Oxide semi-leder (CMOS) nanobioelectronics. Den har en størrelse på ~ 2 micronmeter, som tillader det at operere frit inde i kroppen. Hvorvidt nanorobot er usynlig eller synlig for immunreaktioner, har det ingen interferens til påvisning af glukose i blodet. Selv med immunsystemet reaktion inde i kroppen, er nanorobot ikke er angrebet af de hvide blodlegemer på grund af biokompatibilitet [19] For glukosemonitorering den nanorobot bruger indlejrede chemosensor, der indebærer modulering af hSGLT3 protein glucosensor aktivitet [20]. Gennem sin indbyggede kemiske sensor, kan nanorobot således effektivt at afgøre, om patienten har brug for at injicere insulin eller træffe yderligere foranstaltninger, som enhver anden medicin, klinisk ordineret. Billedet af NCD simulatoren arbejdsområdet viser indersiden visning af en vener blodkar med gitter tekstur, røde blodlegemer (RBC) og nanorobotter. De flyder med RBC gennem blodbanen opdage glucose niveauer. På en typisk glucosekoncentration, kan du prøve nanorobotter at holde blodsukkerniveauet lige omkring 130 mg / dl som et mål for blodsukkerniveauet (BGLs). En variant af 30mg/dl blev vedtaget som en forskydning række, selvom dette kan ændres baseret på medicinske recepter. På det medicinske nanorobot arkitektur, kan de betydelige målte data kan overføres derefter automatisk via RF-signaler til mobiltelefonen båret af patienten. Til enhver tid, hvis glukose opnår kritiske niveauer nanorobot udsender en alarm via mobiltelefonen [21]. Kontrol af glucose niveau ved hjælp af nanorobotter I simuleringen er nanorobot programmeret også til at udsende et signal baseret på bestemte frokost gange, og til at måle glukose niveauer i det ønskede tidsrum. Den nanorobot kan programmeres til at aktivere sensorer og måle regelmæssigt BGLs tidligt om morgenen, før det forventede morgenmaden. Niveauer måles igen, hver 2 timer efter den planlagte frokosttid. De samme procedurer kan programmeres til andre måltider gennem dagen gange. En mangfoldighed af blodbårne nanorobotter vil tillade glukosemonitorering ikke bare på et enkelt sted, men også i mange forskellige steder samtidig i hele kroppen, og dermed gør det muligt for lægen at samle en hel-krops kort over serum glukosekoncentrationen. Undersøgelse af tidsserie data fra mange steder tillader præcis måling af hastigheden af ændringen af glukose koncentrationen i blodet, som passerer gennem specifikke organer, væv, kapillærbanerne, og specifikke fartøjer. Dette vil have diagnostisk værktøj til at opdage unormale glukoseoptagelse satser, som kan hjælpe med at fastslå, hvilke væv kan have lidt diabetes-relaterede skader, og i hvilket omfang. Andre indbyggede sensorer kan måle og rapportere diagnostisk relevante observationer som f.eks patient blodtryk, tidlige tegn på væv koldbrand, eller ændringer i den lokale stofskifte, der kan være forbundet med tidlige stadier af kræft. Hele kroppen tidsserie data, der indsamles under forskellige patient aktiviteter niveauer (fx, hvile, motion, postprandiale, osv.) kan få yderligere diagnostisk værdi ved bedømmelsen af kurset og omfanget af sygdom. Denne vigtige data kan hjælpe læger og specialister til at overvåge og forbedre patientens medicin og daglige kost. Denne proces ved hjælp af nanorobotter kan være mere bekvemt og sikkert for at gøre muligt et automatisk system til indsamling af data og patient overvågning. Det kan også undgå sidste ende infektioner forårsaget af den daglige lille snit til at indsamle blodprøver, eventuelt tab af data, og selv undgå at patienter i en travl uge for at glemme at gøre nogle af deres glukose prøveudtagning. Denne seneste udvikling på nanobioelectronics viser, hvordan man integrerer systemet enheder og mobiltelefoner for at opnå en bedre kontrol med blodsukkerniveauet for patienter med diabetes [22]. Respirocyte - en kunstig Oxygen Carrier Nanorobot Den kunstige mekaniske røde blodlegemer, "Respirocyte" er en imaginær nanorobot, flyder sammen i blodet [23]. Disse atomer er for det meste kulstofatomer arrangeret som diamant i en porøs gitter struktur inde i sfæriske skallen. Den Respirocyte er essentielt et lille tryktank, der kan pumpes fuld af ilt (O 2) og kuldioxid (CO 2) molekyler. Senere kan disse gasser frigives fra den lille beholder på en kontrolleret måde. Gasserne opbevares ombord ved tryk op til cirka 1000 atmosfærer. Respirocyte kan gøres helt brandfarlige ved at opbygge enheden internt af safir, en tryksikker materiale med kemiske og mekaniske egenskaber i øvrigt tilsvarende til Diamond [24]. Der er også gaskoncentrationen sensorer på ydersiden af hver enkelt enhed. Når nanorobot passerer gennem lungerne kapillærer, O 2 partialtrykket er høj og CO 2-partialtrykket er lavt, så den indbyggede computer fortæller sortering rotorer at indlæse tanke med ilt og at dumpe CO 2. Når enheden senere befinder sig i den ilt-udsultet perifere væv, er sensoren aflæsninger vendt. Det vil sige, CO 2 partialtrykket er relativt høj, og O 2 partialtrykket relativt lav, så den indbyggede computer kommandoer sorteringen rotorer til at frigive O 2 og til at absorbere CO 2. Respirocytes efterligner virkningen af de naturlige hæmoglobin-fyldte røde blodlegemer. Men en Respirocyte kan levere 236 gange mere ilt per volumenenhed end en naturlig rød celle. Dette nanorobot er langt mere effektivt end biologi, primært fordi dens diamondoid byggetilladelser en langt højere driftstryk. Så injektion af en 5 cm 3 dosis på 50% Respirocyte vandig suspension i blodbanen kan præcist udskifte hele O 2 og CO 2 bæreevne patientens hele 5.400 cm 3 af blod. Respirocyte vil have tryksensorer til at modtage akustiske signaler fra den læge, som vil bruge en ultralyd-lignende transmitter enhed for at give Respirocyte kommandoer til at ændre deres adfærd, mens de stadig er inde i patientens krop [25, 27]. Kunstig fagocytter - Microbivores nanorobotter En microbivore er blevet beskrevet, hvis primære funktion er at ødelægge mikrobiologiske patogener findes i den menneskelige blodbanen, ved hjælp af "fordøje og decharge" protokol. Nanorobotic kunstige hypotetiske fagocytter kaldet''microbivores''kunne patruljere i blodbanen, der søger ud og fordøje uønskede patogener herunder bakterier, virus eller svampe. Microbivores når det gives intravenøst (IV) ville opnå fuldstændig clearance af selv de mest alvorlige septicemic infektioner i timer eller mindre. Det er langt bedre end de uger eller måneder er nødvendige for antibiotika-assisteret naturlig fagocyterende forsvar. Den nanorobotter øger ikke risikoen for sepsis eller septisk chok, fordi de patogener er helt fordøjet til harmløse simple sukkerarter, monoresidue aminosyrer, mononucleotides, frie fedtsyrer og glycerol, som er den biologisk inaktive stoffer fra nanorobot [26, 27, 28 ]. Chromallocyte: En hypotetisk Mobil Cell-Repair Nanorobot En anden nanorobot, ville Chromallocyte erstatte hele kromosomer i de enkelte celler dermed vende virkningerne af genetiske sygdomme og andre akkumulerede skader på vores gener, forebygge aldring. Chromallocyte er en hypotetisk mobil celle-reparation nanorobot i stand til begrænset vaskulære overflade rejse ind i kapillære sengen af de målrettede væv eller organ, efterfulgt af ekstravasation, histonatation, cytopenetration, og komplet kromatin udskiftning i kernen af et mål celle, og slutter med en tilbage til blodbanen og efterfølgende udvinding af enheden fra kroppen, færdiggøre celle reparation mission. "inde i en celle, vil en reparation maskine first størrelse op på situationen ved at undersøge cellens indhold og aktivitet, og derefter skride til handling. Ved at arbejde sammen molekyle-by-molekyle og struktur-by-struktur, vil reparere maskiner være i stand til at reparere hele celler. Ved at arbejde sammen celle-by-celle og vævs-by-væv, vil de (hjulpet på vej af større enheder, hvor det er nødvendigt) være stand til at reparere hele organer. Ved at arbejde gennem en person orgel af organ, vil de genoprette sundhed. Fordi molekylære maskiner vil være i stand til at bygge molekyler og celler fra bunden, vil de være i stand til at reparere selv celler ødelagt til det punkt af komplette inaktivitet. [29, 30, 31] Yderligere Anvendelser af nanorobotter Nanorobotter kunne bruges til at opretholde iltningen af vævet i mangel af respiration, reparation og genopbygger den menneskelige vaskulære træet fjerne hjertesygdomme og slagtilfælde skader, udføre komplekse nanosurgery på de enkelte celler, og straks standhaftig blødning efter traumatisk skade. Overvågning næringsstofkoncentrationerne i den menneskelige krop er en mulig anvendelse af nanorobotter i medicin. En af interessante nanorobot udnyttelsesgrad er også at bistå inflammatoriske celler (eller hvide blodlegemer) i forlader blodkarrene til at reparere skadet væv [39]. Nanorobotter kan anvendes såvel til at søge og bryde nyresten [32]. Nanorobotter kunne også bruges til at behandle specifikke kemiske reaktioner i den menneskelige krop som accessoriske enheder til sårede organer [40]. Nanorobotter udstyret med nanosensorer kan udvikles til at levere anti-HIV medicin [38]. En anden vigtig evne medicinske nanorobotter vil være evnen til at lokalisere forsnævrede blodkar, især i de koronare cirkulation, og behandle dem mekanisk, kemisk eller farmakologisk [33]. For at helbrede hudsygdomme, kan en creme indeholdende nanorobotter anvendes. Det kunne fjerne den rigtige mængde af død hud, fjerne overskydende olie, tilføje manglende olier, anvender de rigtige mængder af naturlige fugtgivende stoffer, og endda nå den undvigende mål om "dybe pore rensning" ved rent faktisk at nå ned i porerne og rense dem ud. Cremen kunne være en smart materiale med glat-on, peel-off bekvemmelighed. En mundskyl fuld af smarte nanomaskiner kunne identificere og ødelægge sygdomsfremkaldende bakterier, samtidig med at den harmløse flora i munden til at blomstre i et sundt økosystem. Desuden vil enhederne identificere madrester, plak eller tandsten, og løfte dem fra tænderne skal skylles væk. At være suspenderet i væske og i stand til at svømme omkring, ville enheder kunne nå overflader uden for rækkevidde af tandbørste børster eller fibre af tandtråd. Som kort levetid medicinsk nanodevices, kunne de være bygget til at vare kun et par minutter i kroppen, før den falder fra hinanden i materialer af den slags findes i fødevarer. Medicinsk nanodevices kunne forstærke immunsystemet ved at finde og deaktivere uønskede bakterier og vira. Når en invaderende fjende er identificeret, kan det være punkteret, at lade dets indhold løber ud og slutter dens effektivitet. Hvis indholdet var kendt for at være farlige for sig selv, så immun maskine kunne holde på det længe nok til at demontere det mere fuldstændigt. Enheder, der arbejder i blodbanen kunne gnaske løs på arteriosklerotiske aflejringer, at udvide de berørte blodkarrene [34]. Cell hyrde enheder kan genoprette arterie vægge og arterie foringer til sundhed, ved at sikre, at de rigtige celler og bærende konstruktioner i den rigtige steder. Dette ville forhindre de fleste hjerteanfald [35]. Nanorobotter kunne anvendes i præcision behandling og celle målrettet levering, i forbindelse med udførelsen nanosurgery, og i behandlinger for hypoxæmi og respiratorisk sygdom, tandlæge [36], bacteremic infektioner, fysiske traumer, genterapi via kromosom HRT og endda biologiske aldring. Det er blevet foreslået, at en flåde af nanorobotter kan tjene som antistoffer eller antivirale midler hos patienter med nedsat immunforsvar, eller sygdomme, der ikke reagerer på mere konventionelle foranstaltninger. Der er mange andre potentielle medicinske anvendelser, herunder reparation af beskadiget væv, fjernelse af blokering af arterierne påvirket af plaques, og måske opførelsen af komplet udskiftning af kroppens organer. Nanoskala systemer kan også fungere meget hurtigere end deres større kolleger, fordi forskydninger er mindre, hvilket giver mulighed for mekanisk og elektrisk hændelser, der sker i kortere tid ved en given hastighed [37]. Konklusion Nanoteknologi som et diagnostisk og behandling værktøj for patienter med kræft og diabetes viste, hvordan den faktiske udvikling i nye produktions teknologier er så nyskabende værker, som kan hjælpe med at opbygge og beskæftiger nanorobotter mest effektivt for biomedicinske problemer. Nanorobotter anvendes til medicin holde et væld af løfte fra udrydde sygdommen til at vende aldringsprocessen (rynker, tab af knoglemasse og alders-relaterede tilstande er alle behandles på det cellulære niveau); nanorobotter er også kandidater til industrielle applikationer. Fremkomsten af molekylær nanoteknologi vil igen udvide enormt effektivitet, komfort og hastigheden af fremtidige medicinske behandlinger, mens på samme tid betydeligt reducere deres risiko, omkostninger og invasivitet. |
1. Chan VSW, Nanomedicin: Et uløste lovgivningsmæssige spørgsmål. Science Direct. 2. Freitas R., http://www.foresight.org/Nanomedicine 3. Drexler KE, Nanosystems: molekylære maskiner, fremstilling og beregning. New York : John Wiley & Sons; 1992. 4. Merkle RC, Freitas Jr. RA, Teoretisk analyse af en Carbone kulstof dimer placeringsværktøjet til Diamond mekanisk syntese NanoSci Nanotechnol 2003; 3:319 E24. Også tilgængelig: Fra: http://www.rfreitas.com/Nano/JNNDimerTool.pdf . 5. Drexler KE, Nanosystems: molekylære maskineri, Manufacturing, og Computing, John Wiley & Sons, 1992. 6. Curtis ASG, Dalby M., Gadegaard N., celle signalering følge nanotopography: konsekvenser for nanomedical enheder ", Nanomedicin Journal, Future Medicine, vol.. 1, no. 1, s. 67-72, juni 2006. 7. Wasielewski R., Rhein A., Werner M., Scheumann GF, Dralle H., Potter E., Brabant G., Georgii A., immunhistokemisk detektion af Ecadherin i differentieret thyreoidea karcinom korrelerer med kliniske resultater, Cancer Research, vol. 57, Issue 12 2501-2507, American Association for Cancer Research, 1997. 8. Hazana RB, Phillipsa GR, Qiaoa RF, Nortonb L., Aaronsona SA, Eksogene Angivelse af N-cadherin i brystkræftceller Fremkalder Cell Migration, invasion og metastase, The Journal of Cell Biology, Volume 148, Number 4, 779-790 , feb 2000. 9. Nanorobot kommunikation teknikker: A Comprehensive Tutorial. 10. Hvordan nanorobotter Kan Undgå fagocytose af hvide blodlegemer, del I, af Robert A. Freitas Jr., Research Scientist, Zyvex Corp 11. Freitas Jr. RA, Nanomedicin, bind IIA: Biokompatibilitet, Landes Bioscience, og Georgetown , TX , 2003. 12. Freitas, Jr. RA, Nanomedicin, bind I: grundlæggende kapaciteter, Landes Bioscience, Georgetown , TX (1999); Sektioner (k) 10.4.1.2. 13. Fadok VA, Voelker DR, Campbell PA, Cohen JJ, Bratton DL, Henson PM, J. Immunol. 148, 2207 (1992). 14. Grakoui A., Bromley SK, Sumen C., Da Vis MM, Shaw AS, Allen PM, Dustin ML, Science 285, 221 (1999). 15. Freitas, Jr. RA, Nanomedicin, bind I: grundlæggende kapaciteter, Landes Bioscience, Georgetown , TX (1999); Afsnit (a) 3.4.2. 16. Drexler KE, "Nanosystems: molekylære maskineri, Manufacturing, og Computation," John Wiley & Sons, New York (1992). 17. Freitas, Jr. RA, Nanomedicin, bind I: grundlæggende kapaciteter, Landes Bioscience, Georgetown , TX (1999); Sektioner (i) 10.3.6. 18. Wright, EM, Sampedro, AD, Hirayama, BA, Koepsell, H., Gorboulev, V., Osswald, C.: US20050267154 (2005). 19. Marchant, RE, Zhang, T., Qiu, Y., Ruegsegger, MA: US6759388 (1999). 20. Menneskelige Kromosom 22 Projektoversigt, Trust Sanger Institute, http://www.sanger.ac.uk/HGP/Chr22/ . 21. www.nanorobotdesign.com / papers / communication.pdf . 22. Cavalcanti A., Shirinzadeh B., Freitas Jr. RA, Kretly LC, Medicinsk Nanorobot arkitektur baseret på Nanobioelectronics. 23. Freitas Jr RA. Eksplorative design i medicinske nanoteknologi: en mekanisk kunstige røde blodlegemer. Artif Celler Blood Substit Immobil biotek 1998; 26:411 E30. Fås også fra: http://www.foresight.org/Nanomedicine/Respirocytes.html . 24. Nanosystems: molekylære maskineri, Produktion og Computing. Ved K. Eric Drexler (XX + 556 s., 200 + illustrationer John Wiley & Sons, Inc..: New York , Chichester, Brisbane , Toronto , Og Singapore . 1992) Side 374. 25. Citeret fra Robert A. Freitas Jr., "sonderende Design i Medicinsk Nanoteknologi: En mekanisk Kunstig Red Cell," Artificial Cells, bind 26, 1998, pp. 411-430. Dette papir er tilsyneladende den første detaljerede design studie med en konkret medicinsk nanodevice (af den almindelige type, som foreslås af Drexler i Nanosystems), som er blevet offentliggjort. Se tidligere beskrivelse i: Robert A. Freitas Jr., "Respirocytes: High Performance Kunstig Nanoteknologi røde blodlegemer". Nanoteknologi Magazine, bind 2, oktober 1996, s. 1, 8-13). 26. Freitas Jr RA. Microbivores: kunstige mekaniske fagocytter hjælp fordøje og decharge protokol. J Evol Teknologi 2005 apr: 14:01 E52. Fås også fra: http://jetpress.org/volume14/Microbivores.pdf.R 27. Freitas Jr RA, Nanomedicin, bind I: grundlæggende kapaciteter Landes Bioscience, Georgetown , TX , 1999 Se på: http://www.nanomedicine.com/NMI.htm . 28. Nanomedicin Bind II: Biokompatibilitet Landes Bioscience, Georgetown , TX , 2003 Se på: http://www.nanomedicine.com/NMIIA.htm . 29. Wright, EM, Sampedro, AD, Hirayama, BA, Koepsell, H., Gorboulev, V., Osswald, C.: US20050267154 (2005). 30. Marchant, RE, Zhang, T., Qiu, Y., Ruegsegger, MA: US6759388 (1999). 31. Menneskelige Kromosom 22 Projektoversigt, Trust Sanger Institute, og http://www.sanger.ac.uk/HGP/Chr22/. 32. Cavalcanti A. og Freitas Jr. RA, "selvstyrende Multi-Robot sensor-baseret samarbejde for Nanomedicin", Int'l J. Nonlinear Science numeriske simulering. 33. Freitas Jr. RA, "Nanomedicin, bd. I: grundlæggende kapaciteter ", Landes Bioscience, 1999. 34. Yamamoto H., Uemura S., Tomoda Y., Fujimoto S., Hashimoto T., og Okuchi K., "Transcardiac Gradient af opløselige adhæsionsmolekyler Forudsiger Progression af koronararteriesygdom", International Journal of Cardiology, 84 (2-3 ) :249-257, aug 2002. 35. www.ewh.ieee.org/r10/bombay/news3/page4.html . 36. Freitas Jr RA, Nanodentistry. 37. www.wikipedia.org . 38. Menezes AJ, Kapoor VJ, Goel VK, Cameron BD, Lu JY inden for en nanometer af dit liv, Mechanical Engineering Magazine, august 2001, www.memagazine.org/backissues/aug01/features/nmeter/nmeter . 39. Casal A., Hogg T., Cavalcanti A., nanorobotter som Cellular assistenter i inflammatoriske responser, IEEE BCATS Biomedicinsk Computation på Stanford 2003 Symposium, IEEE Computer Society, Stanford CA, oktober 2003. 40. Cavalcanti A., Assembly Automation med Evolutionære nanorobotter og sensor-baserede kontrol, der føres Nanomedicin, IEEE Transaktioner på nanoteknologi, 2 (2), pp. 82-87, June2003, www.nanorobotdesign.com . 41. IMM Rapport Nummer 12, Nanomedicin: Er Diamond Biokompatible med levende celler? Af Robert A. Freitas Jr., IMM Research Fellow. 42. Eric Drexler K., Molecular Engineering: En tilgang til udviklingen af almene færdigheder for Molekylær Manipulation, Proc. Nationale Academy of Sciences ( USA ) 78 (september 1981) :5275-5278. 43. Eric Drexler K., Nanosystems: molekylære maskineri, Manufacturing, og Computing, John Wiley & Sons, NY, 1992. 44. Merkle RC, Design-Ahead for nanoteknologi, i Markus Krummenacker, James Lewis, EDS, perspektiver i nanoteknologi:. Mod Molecular Manufacturing, John Wiley & Sons, New York , 1995, pp. 23-52. 45. Merkle RC, selvkopierende systemer og lave omkostninger fremstilling, i ME Welland, JK Gimzewski, red., The Ultimate Limits of Fabrication-og måleudstyr, Kluwer, Dordrecht, 1994, pp. 25-32. Se på: http://nano.xerox.com/nanotech/selfRepNATO.html . 46. Cavalcanti, A. Assembly Automation med Evolutionære nanorobotter og sensor-baserede kontrol, der føres Nanomedicin. 47. Bryson JW, et al, "Protein Design: en hierarkisk Approach". Science 270 (1995) :935-941. |