OARS - Open Access Rewards System
DOI : 10.2240/azojono0119

Aussichten für Medizinische Roboter

Vadali Shanthi und Sravani Musunuri

Copyright AZoM.com Pty Ltd.

Dieses ist ein der Belohnungs-Anlage AZO-Freien Zugangs Artikel (AZO-RUDER), der im Sinne der AZO-RUDER http://www.azonano.com/oars.asp verteilt wird

Eingegeben: Am 5. September 2007

Bekannt gegeben: Am 13. November 2007

Themen Umfaßt

Zusammenfassung

Einleitung

Was Nanorobots sind

Elemente von Nanorobots

Die Bestandteile und die Auslegung von Nanorobots

Anflüge für den Bau von Nanorobots

Anerkennung der Ziel-Sites durch Nanorobots

Strategien Eingesetzt durch Nanorobots für das Ausweichen des Immunsystems

Nanorobots im Krebs-Befund und der Behandlung

Praktisches Beispiel von Nanorobots-Anflug für Krebs-Befund und Behandlung

Nanorobots in der Diagnose und in der Behandlung von Diabetes

SteuerungsGlukose-Stufe unter Verwendung Nanorobots

Respirocyte - ein Künstlicher Sauerstoffträger Nanorobot

Künstliche Phagozyten - Microbivores Nanorobots

Chromallocyte: Eine Hypothetische Bewegliche Zelle-Reparatur Nanorobot

Weitere Anwendungen von Nanorobots

Schlussfolgerung

Bezüge

Kontaktdaten

Nanotechnologie ist eine faszinierende Wissenschaft für viele Wissenschaftler, da sie ihnen viele Herausforderungen anbietet. Eine solche Herausforderung ist Nanorobots, das einmal wahrscheinlich eine Fantasie in Wirklichkeit jetzt gekommen hat. Die vorgeschlagene Anwendung von nanorobots kann von der Erkältung bis zu schrecklicher Krankheit wie Krebs reichen. Einige solche Beispiele können Pharmacyte, Respirocyte, Microbivores, Chromallocyte und viel mehr sein. Die Studie von nanorobots hat, zu den Bereich von Nanomedicine zu führen. Nanomedicine bietet die Aussicht von leistungsfähigen neuen Hilfsmitteln für die Behandlung von menschlichen Krankheiten und die Verbesserung von menschlichen biologischen Anlagen an.

Einleitung

Die anwesende Ära der Nanotechnologie hat zu einer Stufe erreicht, in der Wissenschaftler in der Lage sind, die programmierbaren und außen kontrollierbaren komplexen Maschinen zu entwickeln, die auf molekularem Niveau aufgebaut werden, das innerhalb des Gehäuses des Patienten arbeiten kann. Nanotechnologie aktiviert Ingenieure, hoch entwickelte nanorobots zu konstruieren, die den menschlichen Körper steuern, wichtige Moleküle transportieren, mikroskopische Nachrichten manipulieren und mit Ärzten über Miniaturfühler, Motoren, Manipulatoren, Stromgeneratoren und Molekularschuppe Computer sich verständigen können. Die Idee, ein nanorobot aufzubauen kommt von der dieser Tatsache die natürlichen nanodevices des Gehäuses; die neutrophiles, die Lymphozyten und die weißen Blutkörperchen spinnen ständig über das Gehäuse vor, reparieren schädigende Gewebe, nehmen in Angriff und essen eindringende Mikroorganismen und ausgedehnte hohe fremde Partikel, damit verschiedene Organe aufgliedern oder ausscheiden.

Was Nanorobots sind

Nanorobotics taucht als fordernder Bereich auf, der winzige Sachen auf molekularem Niveau beschäftigt. Nanorobots sind die fundamentalen nanoelectromechanical Anlagen, die konstruiert werden, um eine spezifische Aufgabe mit Präzision an nanoscale Abmessungen durchzuführen. Sein Vorteil über herkömmlicher Medizin liegt auf seiner Größe. Teilchengröße hat Effekt auf Serumlebenszeit und Muster der Absetzung. Dieses erlaubt Drogen von nanosize, in der niedrigeren Konzentration verwendet zu werden und haben einen früheren Anfang des therapeutischen Vorgangs. Es stellt auch Materialien für esteuerte Medikamentenverabreichung vom Verweisen von Transportunternehmern auf einen spezifischen Einbauort zur Verfügung [1]. Das typische medizinische nanodevice ist vermutlich ein Mikronschuppe Roboter, der von nanoscale Teilen zusammengebaut wird. Diese nanorobots können in Erwiderung auf die Umgebungsauslöseimpulse und programmierte Prinzipien zusammenarbeiten, zum von Makroschuppenergebnissen [2] zu liefern.

Elemente von Nanorobots

Kohlenstoff ist wahrscheinlich das allgemeine Element, welches die Masse von einem medizinischen nanorobot, vermutlich in Form von Diamant oder diamondoid/Fullerene nanocomposites enthält. Viele anderen hellen Elemente wie Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff, Fluor, Silikon, Usw. werden für spezielle Zwecke in nanoscale Gängen und in anderen Bauteilen [2] verwendet. Die chemische Untätigkeit des Diamanten wird durch einige experimentelle Studien nachgewiesen. Ein solches Experiment, das auf die Mäuse-peritonealen Makrophagen gezüchtet wurden auf DLC geleitet wurde, zeigte keine beträchtliche überschüssige Freisetzung der Laktatdehydrogenase oder des lysosomal Enzym Beta-N-Acetyls-D-GLUCOSAMINIDASe (ein Enzym bekannt, von den Makrophagen während der Entzündung freigegeben zu werden).

Morphologische Prüfung deckte keinen körperlichen Schaden entweder der Fibroblasten oder der Makrophagen und menschliches osteoblast wie die Zellen auf, welche die biochemische Anzeige bestätigen, dass es keine Giftigkeit gab und dass keine Entzündungsreaktion in vitro herausbekommen wurde. Der Polierer und das fehlerlosere die Diamantoberfläche, die kleiner ist die Leukozytenaktivität und die Fibrinogenaufnahme. Ein Experiment durch Zapfen et al. [41] zeigte, dass die CVD-Diamantwafers, die intraperitoneal in den Livemäusen für 1 Woche eingepflanzt wurden, minimale entzündliche Antwort aufdeckten. Interessant auf dem raueren „polierte“ Oberfläche, eine geringe Anzahl Verbreitung und fixierte Makrophagen waren das Geschenk und anzeigten, dass irgendeine Aktivierung aufgetreten war. Die Außenfläche mit Fastnm Glattheit ergibt sehr niedrige Bioaktivität. Wegen der extrem hohen Oberflächenenergie der passivierten Diamantoberfläche und des starken hydrophobicity der Diamantoberfläche, ist das Diamantäußere fast vollständig chemisch träge.

Die Bestandteile und die Auslegung von Nanorobots

Nanorobots besitzt volles Spektrum von autonomen Teilsystemen, deren Auslegung von den biologischen Baumustern berechnet wird. Drexler war offenbar das erste, zu unterstreichen im Jahre 1981 dass komplexe Einheiten biologischen Baumustern in ihren Bauteilen [42] ähneln. Die verschiedenen Bauteile in der nanorobot Auslegung umfassen möglicherweise Bordfühler, Motoren, Manipulatoren, Stromversorgung und molekulare Computer. Möglicherweise ist das bekannteste biologische Beispiel solcher molekularen Maschinerie das Ribosom der einzige frei programmierbare nanoscale Assembler bereits im Bestehen. Die Vorrichtung, durch die Protein an den spezifischen Rezeptor bindet, würde kopiert möglicherweise, um die molekulare Roboterwaffe zu konstruieren.

Die Manipulatorwaffe kann durch eine ausführliche Reihenfolge von Steuersignalen auch getrieben werden, gerade da das Ribosom mRNA benötigt, seine Vorgänge zu führen. Diese Steuersignale werden von den externen akustischen, elektrischen oder chemischen Signalen zur Verfügung gestellt, die durch die Roboterwaffe über einen Bordfühler unter Verwendung einer einfachen „Sendungsarchitektur“ [43, 44 und 45] eine Technik empfangen werden, die auch verwendet werden kann, um Leistung zu importieren. die biologische Zelle wird als Beispiel für eine Sendungsarchitektur betrachtet möglicherweise, in der der Kern der Zelle Signale in Form von mRNA zu den Ribosom schicken, um zelluläre Proteine herzustellen.

Assembler sind molekulare Maschinenanlagen, die als Anlagen beschrieben werden konnten, die zur Ausführung der molekularen Herstellung an der Atom- Schuppe fähig sind [46] die die Steuersignale benötigen, die von einem Bord-nanocomputer bereitgestellt werden, das, Dieses programmierbare nanocomputer sein muss, gespeicherte Ausbildung anzunehmen, die sequenziell durchgeführt werden, um die Manipulatorwaffe zu verweisen, um die korrekte Hälfte oder das nanopart in die gewünschte Stellung und in die Orientierung zu legen und so genaue Regelung über der Zeitbegrenzung und den Einbauorten von chemischen Reaktionen oder von Assemblierungen [47] geben.

Anflüge für den Bau von Nanorobots

Es gibt zwei Hauptanflüge zum Aufbauen an der nmschuppe: Positionseinheit und Selbstbau. In der Positionseinheit setzen Forscher einige Einheiten wie die Waffe eines Miniaturroboters oder des mikroskopischen Sets ein, um Moleküle eins nach dem anderen aufzuheben und sie manuell zusammenzubauen. Demgegenüber ist Selbstbau viel weniger sorgfältig, weil er die natürliche Tendenz von bestimmten Molekülen nutzt, sich auszusuchen. Mit selbst-zusammenbauenden Bauteilen ist alle, die Forscher tun müssen, gesetzte Milliarden von ihnen in einen Becher und ließ ihre natürlichen Affinitäten sich anschließen ihnen automatisch in die gewünschten Konfigurationen. Die Herstellung von komplexen nanorobotic Anlagen benötigt Produktionstechniken, die eine Molekülstruktur über Computerbaumuster von Diamant mechanosynthesis [3 (DMS), 4] aufbauen können. DMS ist der esteuerte Zusatz von Kohlenstoffatomen zur Wachstumsoberfläche eines Kristallgitters des Diamanten in einer Vakuumherstellung Umgebung. Kovalente chemische Bindungen werden eins nach dem anderen als Ergebnis der positional begrenzten mechanischen Kräfte gebildet, die an der Spitze eines Scannenfühler-Mikroskopapparates aufgewendet werden und folgen einer programmierten Reihenfolge.

Anerkennung der Ziel-Sites durch Nanorobots

Verschiedene Molekülbaumuster werden durch eine Reihe chemotaktische Fühler unterschieden, deren Bindungsstellen eine andere Affinität für jede Art Molekül haben. [6] Das Kontrollsystem muss eine geeignete Leistung sicherstellen. Es kann mit einer entschlossenen Anzahl von den nanorobots demonstriert werden so, die schnell reagieren, wie möglich für ein spezifische Aufgabe basiertes Szenario. Im Arbeitsbereich 3D hat das Ziel Oberflächenchemikalien, die nanorobots ihn entdecken und erkennen lassend [6, 7 und 8]. Die Herstellung besseren von Fühlern und von Stellzylindern mit nanoscale Größen lässt sie die Quelle der Freisetzung von der Chemikalie finden. Nanorobot-SteuerAuslegungs (NCD)simulator wurde entwickelt, der Software für nanorobots in den Umgebungen mit den Flüssigkeiten ist, die durch Brownische Bewegung beherrscht werden und eher als Trägheitskräfte zähflüssig.

Zuerst als Punkt des Vergleiches, verwendeten die Wissenschaftler die nanorobots' kleine Brownische Bewegungen, um das Ziel durch zufällige Suche zu finden. Sofort Methode, das nanorobots Überwachungsgerät für chemische Konzentration beträchtlich über der Hintergrundstufe. Nachdem es das Signal entdeckt hat, schätzt ein nanorobot das Konzentrationsgefälle und bewegt sich in Richtung zu den höheren Konzentrationen, bis es das Ziel erreicht. Im dritten Anflug geben nanorobots am Ziel eine andere Chemikalie frei, die andere als zusätzliches leitendes Signal zum Ziel verwenden. Mit diesen Signalkonzentrationen sind die nur nanorobots, die innerhalb einiger Mikrons des Ziels passieren, wahrscheinlich, das Signal zu entdecken.

So wir die Antwort indem wir die nanorobots verbessern kann beibehalten Stellungen nahe dem Gefäßwand haben, anstatt, während des Volumenflusses zu schwimmen im Schiff vom Überwachen der Konzentration eines Signals von anderen; ein nanorobot kann die Anzahl von nanorobots auf das Ziel schätzen. So verwendet das nanorobot diese Informationen, um zu bestimmen, wann genügende nanorobots am Ziel sind, dadurch es abbricht es irgendwie zusätzliches „attractant“ Signal, das ein nanorobot möglicherweise freigibt. Es wird gefunden, dass die nanorobots stoppen, andere anzuziehen, einmal, das genügende nanorobots reagiert haben. Die Menge gilt als genug, wenn die Zielregion dicht durch nanorobots abgedeckt wird. So arbeiten diese kleinen Maschinen an der Zielsite genau und genau in diesem Umfang nur zu, welchem es konstruiert wird, um zu tun [9].

Strategien Eingesetzt durch Nanorobots für das Ausweichen des Immunsystems

Jedes medizinische nanorobot, das innerhalb des menschlichen Körpers gelegt wird, trifft phagozytische Zellen viele Male während seines Auftrags an. So muss alles Nanorobots, die von einer Größe sind, die zum Einsaugen durch phagozytische Zellen fähig ist, körperliche Vorrichtungen und Betriebsprotokolle für die Vermeidung und das Entweichen von den Phagozyten enthalten. Die Anfangsstrategie für medizinische nanorobots ist erste, zum des phagozytischen Kontaktes oder der Anerkennung zu vermeiden. Um durch das Immunsystem des Hauptrechners angegriffen zu werden zu vermeiden, ist die beste Wahl eine Außenbeschichtung des passiven Diamanten zu haben. Der Polierer und das fehlerlose die Beschichtung, die kleiner ist die Reaktion vom Immunsystem des Gehäuses. Und wenn dieses dann vermeiden nicht kann, bindet es an die Phagozytoberfläche, die das zu phagozytische Aktivierung führt. Wenn es eingeschlossen wird, kann das medizinische nanorobot Exocytosis der phagosomal Vakuole verursachen, in der es untergebracht wird oder phagolysosomal Fusion und phagosome Metabolismus sperren.

Unter seltenen Umständen ist möglicherweise es notwendig, den Phagozyt zu beenden oder die gesamte phagozytische Anlage zu blockieren. Der direkteste Anflug für a völlig - medizinisches funktionellnanorobot ist, seine Motilitätsvorrichtungen zum locomote aus oder weg von, der phagozytischen Zelle heraus einzusetzen, die versucht, es zu versenken. Dieses bezieht möglicherweise Rück-cytopenetration mit ein, das vorsichtig getan werden muss (z.B., kann der schnelle Ausgang von nonenveloped Viren von den Zellen cytotoxisch sein). Es ist möglich, dass frustrierte Phagozytose möglicherweise eine lokalisierte granulomatöse ausgleichendreaktion verursacht. Medizinische nanorobots deshalb müssen möglicherweise auch die einfachen aber aktiven defensiven Strategien einsetzen, zum von Granulombildung vorwegzunehmen. Die Umwandlung der lokalen Glukose und des Sauerstoffes für Energie kann das Anschalten der nanorobots tun. In einer klinischen Umgebung würde eine andere Option außen gelieferte Schallenergie sein. Wenn die Aufgabe der nanorobots beendet wird, können sie, indem sie sie zum exfuse selbst zurückgeholt werden über die üblichen menschlichen absondernden Kanäle erlauben oder können durch aktive Reinigeranlagen [10, 11] auch gelöscht werden.

Nanorobots im Krebs-Befund und der Behandlung

Die Entwicklung von nanorobots stellt möglicherweise bemerkenswerte Fortschritte für Diagnose und Behandlung von Krebs zur Verfügung. Nanorobots könnte für die Therapie von Patienten ein sehr hilfreiches und ein hoffnungsvoll sein, da aktuelle Behandlungen wie Strahlentherapie und Chemotherapie häufig gesündere Zellen als die krebsartige oben zerstören beenden. Von diesem Gesichtspunkt stellt es eine nicht-deprimierte Therapie für Krebspatienten zur Verfügung. Das Nanorobots ist in der Lage, zwischen verschiedenen Zellbaumustern, das und das bösartige ist-, den normalen Zellen zu unterscheiden, indem er ihre Oberflächenantigene überprüft (sie sind für jedes Baumuster Zelle unterschiedlich). Dieses ist unter Anwendung von den chemotaktischen Fühlern erreicht, die zu den spezifischen Antigenen auf den Zielzellen befestigt werden. Ein Anderer Anflug verwendet das innovative Verfahren, um dezentralisierte Regelung für ein verteiltes kollektives Handeln im Kampf von Krebs zu erzielen. Unter Verwendung der chemischen Fühler können sie programmiert werden, um verschiedene Niveaus von E-cadherin zu entdecken und Beta-catenin in die Haupt- und metastatischen Phasen. Medizinische nanorobots zerstören dann diese Zellen und nur diese Zellen. Die folgenden Steuermethoden wurden betrachtet:

·         Gelegentlich: nanorobots, die sich passiv mit der Flüssigkeit erreicht das Ziel bewegen, nur wenn sie an es wegen der Brownischen Bewegung stoßen.

·         Folgen Sie Steigung: nanorobots Überwachungsgerät-Konzentrationsintensität für E-cadherin signalisiert, wenn sie, Maßnahme entdeckt wird und folgt der Steigung bis das Erreichen des Ziels. Wenn die Steigungsschätzung im Anschluss an Signalbefund kein zusätzliches Signal in50ms findet, betrachtet das nanorobot das Signal, ein falsches Positiv zu sein und fährt fort, mit der Flüssigkeit zu fließen.

·         Folgen Sie Steigung mit attractant: als oben, aber die nanorobots, die zu dem Ziel kommen, geben sie darüber hinaus ein anderes chemisches Signal frei, das durch andere verwendet wird, um ihre Fähigkeit zu verbessern, das Ziel zu finden. So wird eine höhere Steigung von Signalintensität von E-cadherin als chemisches Parameterkennzeichen in leitenden nanorobots verwendet, um bösartige Gewebe zu kennzeichnen. Integrierte nanosensors können für solch eine Aufgabe verwendet werden, um Intensität von E-cadherinsignalen zu finden. So können sie für die Behandlung von Krebs [9] effektiv eingesetzt werden.

Praktisches Beispiel von Nanorobots-Anflug für Krebs-Befund und Behandlung

Pharmacyte ist eine selbst-betriebene, rechnergesteuerte medizinische nanorobot Anlage, die zum digital genauen Transport fähig sind, eine Zeitbegrenzung und eine Anvisierenlieferung von pharmazeutischen Agenzien zu den spezifischen zellulären und intrazellulären Zieleinheiten innerhalb des menschlichen Körpers. Pharmacytes-Entweichen der phagozytische Prozess, da sie nicht kleine Blutgefäße weil die minimale lebensfähige menschliche Kapillare embolize, die Durchführung von intakten Erythrozyten und von weißen Zellen erlaubt, ist micronmeter 3-4 im Durchmesser, der größer als das größte vorgeschlagene Pharmacyte ist.

Pharmacytes hat viele Anwendungen im nanomedicine wie Inbetriebnahme von Apoptosis in den Krebszellen und direkter Regelung von Zellsignalisierenprozessen. Pharmacytes könnte Zielzellen mit biochemischer natürlicher Defensive auch mit Warnschild versehen, oder Ausstossen- von Unreinheitenanlagen, eine Strategie riefen „die phagozytische Beflaggung“ [12]. Zum Beispiel werden neue Anerkennungsmoleküle auf der Oberfläche von apoptotic Zellen ausgedrückt. Im Falle T-Lymphozyten ist ein solches Molekül Phosphatidylserin, ein Lipid, das normalerweise auf die innere Seite der Plasmamembran [1m] eingeschränkt wird aber, nach der Induktion von Apoptosis, erscheint auf der Außenseite [13].

Die Zellen, die dieses Molekül auf ihrer Oberfläche tragen, können durch phagozytische Zellen dann erkannt werden und gelöscht werden. Das Säen der äußeren Wand einer Zielzelle mit Phosphatidylserin oder anderen Molekülen mit ähnlichem Vorgang könnte phagozytisches Verhalten durch Makrophagen aktivieren, die irrtümlich die Zielzelle als apoptotic Substanzen gekennzeichnet hatten, die zum Starten einer Reaktion durch das Gehäuse [14] fähig sind, das Pharmacytes zum Tragen bis zu ungefähr 1cubicmeter von pharmazeutische Kostenbelastung gespeicherten herein Bordbecken fähig sein würde, die mechanisch unter Verwendung der molekularen sortierenden Pumpen ausgeladen werden, die unter Kontrolle eines Bordcomputers [15,16] betrieben werden.

Abhängig von Auftraganforderungen kann sich die Kostenbelastung in das nächste extrazellulare flüssige entladen oder direkt in den Cytosol unter Verwendung einer Transmembraneeinspritzdüsenvorrichtung entbunden werden. Wenn sie für eine bestimmte Anwendung gebraucht werden, können dislozierbare mechanische Wimpern und andere sich fortbewegende Anlagen dem Pharmacyte hinzugefügt werden, um transvascular und transcellular Mobilität zu ermöglichen und Lieferung von pharmazeutischen Molekülen zu spezifischem zellulärem so erlauben und sogar von intrazellulären Adressen mit geringfügigem Fehler. Pharmacytes, nachdem man einmal verbraucht von ihren Kostenbelastungen oder ihren Auftrag beendet hatte, würde von dem Patienten durch herkömmliche absondernde Bahnen erholt. [17] Die nanorobots dann würden für Patienten des Gebrauches neugeladen werden, reprogrammed und aufbereitet möglicherweise sofort, der möglicherweise einen anderen pharmazeutischen Agens benötigt, der zu den verschiedenen Geweben oder zu den Zellen als bei dem ersten Patienten [27, 28] anvisiert wird.

Nanorobots in der Diagnose und in der Behandlung von Diabetes

Die Glukose, die durch den Blutstrom getragen wird, ist wichtig, den menschlichen Metabolismus beizubehalten, der healthfully arbeitet, und seine korrekte Stufe ist eine Schlüsselfrage in der Diagnose und in der Behandlung von Diabetes. Tatsächlich in Verbindung gestanden auf den Glukosemolekülen, hat das Protein hSGLT3 einen wichtigen Einfluss, wenn es die richtigen gastro-intestinalen cholinergischer Nerven- und Skelettmuskelfunktionsaktivitäten beibehält und extrazellulare Glukosekonzentration [18] regelt. Das Molekül hSGLT3 kann dienen, die Glukosestufen für Diabetespatienten zu definieren. Der interessanteste Aspekt dieses Proteins ist die Tatsache, der er als Fühler dient, Glukose [18] zu kennzeichnen.

Das simulierte nanorobot Prototypbaumuster hat Halbleiter des Ergänzenden MetallOxids (CMOS) nanobioelectronics eingebettet. Es kennzeichnet eine Größe von micronmeter ~2, das sie ermöglicht, innerhalb des Gehäuses frei zu funktionieren. Ob das nanorobot unsichtbar oder für die Immunreaktionen sichtbar ist, hat es keine Störung für das Entdecken von Glukosestufen im Blutstrom. Sogar mit der Immunsystemreaktion innerhalb des Gehäuses, wird das nanorobot nicht durch das passende biocompatibility der weißen Blutkörperchen [19] Für die Blutzuckerkontrolle in Angriff genommen, die das nanorobot eingebettetes chemosensor verwendet, das die Modulation von Protein hSGLT3 glucosensor Aktivität [20] miteinbezieht.

Durch seinen chemischen bordeigenfühler kann das nanorobot, wenn das geduldige Insulin einspritzen oder irgendwelche weiteren Maßnahmen ergreifen muss, wie jede mögliche klinisch vorgeschriebene Medizin folglich effektiv bestimmen. Das Bild des NCD-Simulatorarbeitsbereichs zeigt die Innenansicht eines VenuleBlutgefäßes mit Gitter Beschaffenheit, roten Blutkörperchen (RBCs) und nanorobots. Sie fließen mit dem RBCs durch den Blutstrom, der die Glukosestufen entdeckt. Bei einer typischen Glukosekonzentration versuchen die nanorobots, die Glukosestufen zu halten, herum 130 mg/dl als Ziel für die Blutzuckerspiegel sich zu erstrecken (BGLs). Eine Variante von 30mg/dl wurde als Verstellbereich angenommen, obwohl dieses geändert werden kann basierte auf medizinischen Verordnungen. In der medizinischen nanorobot Architektur können die beträchtlichen gemessenen Daten durch die HF-Signale auf den Handy dann automatisch geübertragen werden, der vom Patienten getragen wird. Jederzeit wenn die Glukose kritische Stufen erzielt, strahlt das nanorobot eine Warnung durch den Handy aus [21].

SteuerungsGlukose-Stufe unter Verwendung Nanorobots

In der Simulation wird das nanorobot auch, um ein Signal auszustrahlen programmiert, das auf festgelegten Mittagspausen, und die Glukosestufen in gewünschten Abständen der Zeit zu messen basiert. Das nanorobot kann programmiert werden, um Fühler zu aktivieren und das BGLs morgens, vor der erwarteten Frühstückszeit regelmäßig früh zu messen. Stufen werden wieder jede 2 Stunden nach dem geplanten Mittag gemessen. Die gleichen Prozeduren können zu anderen Malen der Mahlzeiten den ganzen Tag programmiert werden. Eine Vielfältigkeit von Blut getragenen nanorobots erlaubt Blutzuckerkontrolle nicht gerade an einer einzelnen Site aber auch in vielen verschiedenen Einbauorten gleichzeitig während des Gehäuses und so ermöglicht den Arzt, eine Ganzkörperkarte von Serumglukosekonzentrationen zusammenzubauen.

Prüfung von Zeitreihendaten von vielen Einbauorten erlaubt genaues Maß der Änderungsgeschwindigkeit der Glukosekonzentration im Blut, das durch spezifische Organe, Gewebe, Kapillarbetten und spezifische Schiffe passiert. Dieses hat Diagnosehilfsprogramm, wenn es unregelmäßige Kinetik des Glukoseausziehenden wetterschachts entdeckt, die möglicherweise in der Bestimmung unterstützen, welche Gewebe möglicherweise Diabetes-bedingten Schaden erlitten und in welchem Ausmaß. Anderes Bordfühler kann über Diagnose- relevante Beobachtungen wie geduldiger Blutdruck, frühe Zeichen des Gewebebrandes oder Änderungen im lokalen Metabolismus messen und berichten, der möglicherweise auf Anfangsstadiumkrebs sich bezöge. Die Ganzkörperzeitreihendaten, die während der verschiedenen geduldigen Bewegungsstufen montiert wurden (z.B., stillstehen, exerzieren, nach dem Essen, Usw.) konnten zusätzlichen Aussagewert haben, wenn sie den Kurs und den Umfang einer Krankheit einschätzten.

Diese wichtigen Daten helfen möglicherweise Doktoren und Spezialisten, die geduldige Medikation und die tägliche Diät zu überwachen und zu verbessern. Dieser Prozess unter Verwendung der nanorobots ist möglicherweise für die durchführbare Herstellung einer automatischen Anlage für Datenerfassung und Patientenüberwachung bequemer und sicher. Er vermeidet möglicherweise auch schließlich die passende Infektion die täglichen kleinen Schnitte, um Blutproben, vielleicht Verlust von Daten zu montieren und vermeidet sogar Patienten in einer besetzten Woche, um das Handeln etwas von ihrem Glukosemusterstück zu vergessen. Diese Neuentwicklungen auf nanobioelectronics zeigen, wie man Anlageneinheiten und -Mobiltelefone integriert, um eine bessere Regelung von Glukosestufen für Patienten mit Diabetes [22] zu erzielen.

Respirocyte - ein Künstlicher Sauerstoffträger Nanorobot

Die künstliche mechanische rote Zelle, „Respirocyte“ ist ein eingebildetes nanorobot, schwimmt entlang in den Blutstrom [23]. Diese Atome sind größtenteils die Kohlenstoffatome, die als Diamant in einer porösen Gitterzelle innerhalb der Kugelschale angeordnet werden. Das Respirocyte ist im Wesentlichen ein kleiner Druckbehälter, der von den Molekülen des Sauerstoffes (O) und des2 Kohlendioxyds (CO) voll2 gepumpt werden kann. Später können diese Gase vom kleinen Becken in einer esteuerten Art freigegeben werden. Die Gase sind mit Druck bis zu ungefähr 1000 Atmosphären gespeichertes Bord. Respirocyte kann vollständig nicht brennbar gemacht werden, indem man innerlich die Einheit aus Saphir, ein flammenfestes Material mit den chemischen und mechanischen Eigenschaften konstruiert, die Diamanten [24] andernfalls ähnlich sind.

Es gibt auch Gaskonzentrationsfühler auf der Außenseite jeder Einheit. Wenn das nanorobot durch die Lungenkapillaren passiert, ist2 O-Partialdruck hoch und CO-2 Partialdruck ist niedrig, also teilt der Bordcomputer die sortierenden Läufer, die Becken mit Sauerstoff zu belasten mit und die CO. auszugeben.2 Wenn die Einheit sich später in den Sauerstoff-verhungerten Zusatzgeweben findet, werden die Fühleranzeigen aufgehoben. Das heißt, ist2 CO-Partialdruck verhältnismäßig hoher und O-2 Partialdruck verhältnismäßig niedrig, also befiehlt der Bordcomputer die sortierenden Läufer, um O freizugeben2 und CO.Respirocytes-Nachahmer2 zu absorbieren der Vorgang der natürlichen Hämoglobin-gefüllten roten Blutkörperchen. Aber ein Respirocyte kann 236mal mehr Sauerstoff pro Gerätenvolumen als eine natürliche rote Zelle entbinden.

Dieses nanorobot ist weit effizienter als Biologie, hauptsächlich weil seine diamondoid Bauerlaubnis ein viel höherer Betriebsdruck. So kann die Einspritzung einer 53 cm Dosis 50% Respirocyte wässriger Suspension in den Blutstrom das gesamte O und2 die Tragfähigkeit CO2 der gesamten 5.400 cm des Patienten des Bluts3 genau austauschen. Respirocyte hat die Druckfühler, zum von akustischen Signalen vom Doktor zu empfangen, der eine Ultraschall ähnliche Sendereinheit verwendet, um die Respirocyte-Befehle zu geben, ihr Verhalten zu ändern, während sie noch innerhalb des Gehäuses des Patienten [25, 27] sind.

Künstliche Phagozyten - Microbivores Nanorobots

Ein microbivore ist beschrieben worden, dessen Hauptfunktion, die mikrobiologischen Krankheitserreger zu zerstören ist, die im menschlichen Blutstrom, unter Verwendung des „Auswahl- und Einleitungs“ Protokolls gefunden werden. Künstliche hypothetische Phagozyten Nanorobotic, die ` ` microbivores'' genannt wurden, konnten den Blutstrom patrouillieren und unerwünschte Krankheitserreger einschließlich Bakterien, Viren oder Pilze aussuchen und verdauen. Microbivores, wenn Sie intravenös gegeben werden (I.V) würde kompletten Abstand sogar der schwersten septicemic Infektion in den Stunden oder in kleiner erzielen. Dieses ist weit besser als die Wochen oder die Monate, die für Antibiotikum-unterstützte natürliche phagozytische Verteidigung benötigt werden. Die nanorobots erhöhen nicht die Gefahr der Sepsis oder des septischen Schocks, weil die Krankheitserreger vollständig in harmlosen einfachen Zucker, in monoresidue Aminosäuren, in Monokleotide, in freie Fettsäuren und in Glyzerin verdaut werden, die die biologisch inaktiv Abflüsse vom nanorobot sind [26, 27, 28].

Chromallocyte: Ein Hypothetisches Mobile

Ein Anderes nanorobot, das Chromallocyte würde gesamte Chromosomen in den einzelnen Zellen austauschen, welche folglich die Effekte der Erbkrankheit und anderen akkumulierten Schadens unserer Gene aufheben und verhindern würde das Altern. Chromallocyte ist ein hypothetisches bewegliches Zellereparatur nanorobot, das zu begrenztem Gefäßoberflächenarbeitsweg in das Kapillarbett des gerichteten Gewebes oder des Organs fähig ist, gefolgt vom Bluterguss, vom histonatation, vom cytopenetration und vom kompletten Chromatinaustausch im Kern von einer Zielzelle und von Ende mit einem Umsatz zum Blutstrom und zur nachfolgenden Extraktion der Einheit vom Gehäuse und beendet den Zellreparaturauftrag.“ Innerhalb einer Zelle sortiert eine Reparaturmaschine zuerst oben die Situation, indem sie den Inhalt und die Aktivität der Zelle prüft, und ergreift dann Maßnahmen. Indem Sie entlang Molekül-durchmolekül und Zelle-durchzelle arbeiten, reparieren Sie Maschinen in der Lage ist, ganze Zellen zu reparieren. Indem sie entlang Zelle-durchzelle und Gewebe-durchgewebe arbeiten, sind sie (geholfen durch größere Einheiten, in denen Bedarf ist), in der Lage, ganze Organe zu reparieren. Indem sie durch ein Personenorgan durch Organ arbeiten, stellen sie Gesundheit zurück. Weil molekulare Maschinen in der Lage sind, Moleküle und Zellen von Grund auf neu aufzubauen, sind sie in der Lage, die sogar Zellen zu reparieren, die zum Punkt der kompletten Untätigkeit geschädigt werden. [29, 30, 31]

Weitere Anwendungen von Nanorobots

Nanorobots könnte verwendet werden, um Gewebeoxydation in Ermangelung der Atmung beizubehalten, zu reparieren und den menschlichen Gefäßbaum zu generalüberholen, der Innere Krankheit und Vektorschaden beseitigt, führen Sie komplexes nanosurgery auf einzelnen Zellen und sofort standhaftes Bluten nach traumatischer Verletzung durch. Überwachungsnährkonzentrationen im menschlichen Körper ist eine mögliche Anwendung von nanorobots in der Medizin. Eins von interessanter nanorobot Nutzung ist auch, entzündliche Zellen (oder weiße Zellen) wenn es Blutgefäßen Reparatur verletzte Gewebe [39] zu unterstützen überlässt.

Nanorobots würde auch verwendet möglicherweise, um Nierensteine [32] zu suchen und zu brechen. Nanorobots könnte auch verwendet werden, um spezifische chemische Reaktionen im menschlichen Körper als Zusatzgeräte für verletzte Organe [40] aufzubereiten. Nanorobots rüstete sich mit nanosensors könnte sich entwickeln, um Drogen anti-HIV [aus 38] zu entbinden. Eine Andere wichtige Fähigkeit von medizinischen nanorobots ist die Fähigkeit, stenosed Blutgefäße, besonders in der kranzartigen Zirkulation zu lokalisieren und behandelt sie mechanisch, chemisch oder pharmakologisch [33].

Um Hautkrankheiten auszuhärten, wird eine Sahne, die nanorobots enthält verwendet möglicherweise. Sie könnte die rechte Menge der toten Haut löschen, entfernt Überschussöle, fügt fehlende Schmieröle hinzu, wendet die rechten Mengen von natürlichen befeuchtenden Mitteln an und erzielt sogar das ausweichende Ziel „der tiefen Porenreinigung“ indem sie wirklich unten in Poren erreichten und heraus sie säuberten. Die Sahne konnte ein intelligentes Material mit glatt-auf sein, Abziehbequemlichkeit.

Ein Mundwasser voll von intelligenten nanomachines konnte pathogene Bakterien beim Lassen der harmlosen Flora des Munds kennzeichnen und zerstören in einem gesunden Ökosystem blühen. Weiter würden die Einheiten Partikel der Nahrung, der Plakette oder des Weinsteins kennzeichnen und sie von den weg anheben ausgespült zu werden Zähnen. , verschiebend in flüssigem und fähig, ungefähr zu schwimmen, würden Einheiten in der Lage sein, Oberflächen von Zahnbürstenborsten oder von Fasern der Glasschlacke außer Reichweite zu erreichen. Als Kurzlebenszeit medizinische nanodevices konnten sie aufgebaut werden, um nur einig Protokoll im Gehäuse zu dauern, bevor sie auseinander in Materialien der Sortierung fielen, die in den Nahrungsmitteln gefunden wird.

Medizinische nanodevices konnten das Immunsystem vergrößern, indem sie unerwünschte Bakterien und Viren fanden und deaktivierten. Wenn ein Eindringling gekennzeichnet wird, kann es durchbohrt werden, lassend wird sein Inhalt heraus verschüttet und seine Wirksamkeit beendend. Wenn der Inhalt bekannt, um gefährlich zu sein selbst, dann könnte die immune Maschine zu ihr ein anhalten lang genug, um sie vollständig abzubauen. Die Einheiten, die im Blutstrom arbeiten, konnten an den arteriosklerotischen Einlagen weg abnagen und die betroffenen Blutgefäße [34] verbreitern. Die Zelle, die Einheiten in Herden lebt, könnte Arterienwände und Arterienfutter zur Gesundheit zurückstellen, indem sie garantierte, dass die rechten Zellen und die Tragkonstruktionen in den rechten Plätzen sind. Dieses würde die meisten Herzinfarkte [35] verhindern.

Nanorobots könnte in der Präzisionsbehandlung verwendet werden und Zelle visierte Lieferung, in Ausführungsnanosurgery und in den Behandlungen für hypoxemia und Atmungskrankheit, in der Zahnheilkunde [36], in der bakteriämischen Infektion, im körperlichen Trauma, in der Gentherapie über Chromosomaustauschtherapie und sogar in der biologischen Aushärtung an. Es ist, dass eine Flotte möglicherweise nanorobots als Antikörper oder Antivirenagenzien bei Patienten mit übereinkommenden Immunsystemen diente, oder in den Krankheiten vorgeschlagen worden, die nicht auf mehr klassisches Mittel reagieren.

Es gibt andere mögliche medizinische Anwendungen, einschließlich Reparatur des schädigenden Gewebes, das Ungeblockt von den Arterien zahlreich, die durch Plaketten beeinflußt werden, und möglicherweise den Bau von kompletten Austauschgehäuseorganen. Nanoscale-Anlagen können auch viel schneller funktionieren als ihre größeren Kollegen, weil Distanzadressen kleiner sind; dieses darf mechanische und elektrische Ereignisse in weniger Zeit mit einer gegebenen Drehzahl [37] auftreten.

Schlussfolgerung

Nanotechnologie wie ein Diagnostik- und Behandlungshilfsmittel für Patienten mit Krebs und Diabetes gezeigt, wie tatsächliche Entwicklungen in den neuen Fertigungstechniken innovative Arbeiten aktivieren, welches helfen kann, nanorobots effektiv in konstruieren und in einsetzen für biomedizinische Probleme. Nanorobots wendete am Medizingriff einen Reichtum des Versprechens von der Ausrottung von Krankheit an der Umkehrung des Alterungsprozesses an (Falten, Verlust der Knochenmasse und altersbedingte Bedingungen sind alle auf dem zellulären Niveau umgänglich); nanorobots sind auch Kandidaten für industrielle Anwendungen. Die Einführung der molekularen Nanotechnologie erweitert wieder enorm die Wirksamkeit, die Bequemlichkeit und die Drehzahl von zukünftigen ärztlichen Behandlungen bei gleichzeitig ihre Gefahr, Kosten und Invasiveness beträchtlich verringern.

Bezüge

       Chan V.S.W., Nanomedicine: Ein ungelöster rechtlicher Punkt. Wissenschaft direkt.

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Vadali Shanthi

College Gokaraju Rangaraju der Apotheke
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Sravani Musunuri

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Date Added: Nov 13, 2007 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 17:52

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