OARS - Open Access Rewards System
DOI : 10.2240/azojono0119

Las perspectivas de robots médicos

Vadali Shanthi y Musunuri Sravani

Derechos de autor AZoM.com Pty Ltd.

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Enviado: 05 de septiembre 2007

Publicado: 13 noviembre 2007

Los temas cubiertos

Abstracto

Introducción

¿Qué son los nanorobots

Elementos de nanorobots

Los componentes y diseño de nanorobots

Enfoques para la construcción de nanorobots

El reconocimiento del sitio de destino de nanorobots

Estrategias empleadas por los nanorobots para evadir el sistema inmune

Nanorobots en la detección y Tratamiento del Cáncer

Ejemplo práctico de nanorobots enfoque para la detección y Tratamiento del Cáncer

Nanorobots en el Diagnóstico y Tratamiento de la Diabetes

Nivel de control de la glucosa con nanorobots

Respirocito - Un portador de oxígeno artificial nanorobot

Los fagocitos artificial - Microbivores Nanorobots

Chromallocyte: un hipotético móvil celular de reparación nanorobot

Asimismo, las solicitudes de los nanorobots

Conclusión

Referencias

Detalles de Contacto

Abstracto

La nanotecnología es una ciencia fascinante para muchos científicos, ya que les ofrece muchos desafíos. Uno de ellos es nanorobots, que antes se consideraba una fantasía ha llegado a la realidad actual. La propuesta de aplicación de nano-robots pueden variar desde resfriado común hasta la terrible enfermedad como el cáncer. Algunos ejemplos de este tipo puede ser Pharmacyte, respirocito Microbivores, Chromallocyte y muchos más. El estudio de los nanorobots ha llevado al campo de la nanomedicina. Nanomedicina ofrece la posibilidad de nuevas y poderosas herramientas para el tratamiento de enfermedades humanas y la mejora de los sistemas biológicos humanos.

Introducción

La actual era de la nanotecnología ha llegado a una etapa donde los científicos son capaces de desarrollar programable y controlable externamente máquinas complejas que se construyen a nivel molecular que pueden trabajar dentro del cuerpo del paciente. La nanotecnología permitirá a los ingenieros para construir nanorobots sofisticados que pueden navegar por el cuerpo humano, el transporte moléculas importantes, manipular objetos microscópicos, y comunicarse con los médicos por medio de sensores en miniatura, motores, manipuladores, generadores de energía y los ordenadores a escala molecular. La idea de construir un nanorobot viene del hecho de que los nanodispositivos natural del cuerpo, los neutrófilos, linfocitos y células blancas de la sangre constantemente vagan por el cuerpo, la reparación de tejidos dañados, atacar y comer los microorganismos invasores, y se recogen las partículas extrañas por los diversos órganos de romper hacia abajo o excretar.

¿Qué son los nanorobots

Nanorobótica se está convirtiendo en un campo exigente tratar con cosas minúsculas a nivel molecular. Nanorobots son por excelencia los sistemas nanoelectromecánicos diseñado para realizar una tarea específica con precisión en dimensiones nanométricas. Su ventaja sobre la medicina convencional se encuentra en su tamaño. Tamaño de las partículas tiene un efecto sobre la vida suero y el patrón de deposición. Esto permite que los medicamentos de tamaño nanométrico para ser utilizado en una concentración más baja y tiene un inicio más temprano de la acción terapéutica. También proporciona materiales para liberación controlada de fármacos por la dirección de las compañías en una ubicación específica [1]. El nanodispositivo médica típica será probablemente un robot escala micrométrica a partir de elementos a nanoescala. Estos nano-robots pueden trabajar juntos en respuesta a los estímulos medio ambiente y los principios programada para producir resultados macro escala [2].

Elementos de nanorobots

Carbono será probablemente el principal elemento que comprende la mayor parte de un nanorobot médico, probablemente en forma de diamante o diamantina / nanocompuestos fullereno. Muchos otros elementos ligeros como el hidrógeno, azufre, oxígeno, nitrógeno, flúor, silicio, etc se utilizan para propósitos especiales en los engranajes y otros componentes a nanoescala [2]. La inercia química del diamante es demostrado por varios estudios experimentales. Uno de estos experimentos realizados en macrófagos peritoneales de ratón cultivadas en DLC no mostraron una liberación significativa el exceso de lactato deshidrogenasa o de la beta enzima lisosomal N-acetil-D-glucosaminidasa (una enzima conocida para ser liberado de los macrófagos durante la inflamación).

El examen morfológico reveló ningún daño físico a cualquiera de los fibroblastos o macrófagos y osteoblastos humanos como las células que confirma la indicación bioquímicos que no hubo ninguna toxicidad y que no hay reacción inflamatoria se obtuvo in vitro. La superficie más lisa y sin defectos más el diamante, el menor es la actividad de leucocitos y la adsorción de fibrinógeno. Un experimento de Tang et al. [41] mostró que las enfermedades cardiovasculares obleas de diamante implantado por vía intraperitoneal en ratones vivos durante 1 semana reveló la respuesta inflamatoria mínima. Curiosamente, en el más duro "pulido" de la superficie, un pequeño número de extensión y los macrófagos fusionados estaban presentes, lo que indica que algunos de activación que había ocurrido. La superficie exterior con la suavidad de los resultados a corto nanómetros en la bioactividad muy bajo. Debido a la energía de superficie extremadamente alto de la superficie del diamante pasivado y la hidrofobicidad fuerte de la superficie del diamante, el diamante exterior es casi completamente químicamente inerte.

Los componentes y diseño de nanorobots

Nanorobots que poseen panoplia de subsistemas autónomos, cuyo diseño se deriva de los modelos biológicos. Drexler, evidentemente, fue el primero en señalar, en 1981, que se asemejan a los dispositivos complejos modelos biológicos en sus componentes estructurales [42]. Los diversos componentes en el diseño nanorobot pueden incluir sensores de a bordo, motores, manipuladores, fuentes de alimentación, y las computadoras moleculares. Tal vez el ejemplo más conocido de la maquinaria molecular biológica como es el ribosoma el ensamblador nanoescala sólo programables ya existentes. El mecanismo por el cual la proteína se une al sitio receptor específico puede ser copiado en la construcción del brazo robótico molecular.

El brazo manipulador puede ser conducido por una detallada secuencia de señales de control, al igual que el ARNm de las necesidades de los ribosomas para guiar sus acciones. Estas señales de control son proporcionados por auditivo externo, eléctrica o señales químicas que son recibidos por el brazo del robot a través de un sensor a bordo con un simple "arquitectura de difusión" [43, 44 y 45] de una técnica que también se puede utilizar para importar energía . la célula biológica puede ser considerada como un ejemplo de arquitectura de difusión en la que el núcleo de la célula envía señales en forma de ARNm a los ribosomas para fabricar proteínas celulares.

Los ensambladores de sistemas moleculares de la máquina que podría describirse como sistemas capaces de llevar a cabo la fabricación molecular a escala atómica [46] que requieren señales de control proporcionado por un nanocomputadora a bordo de este nanocomputadora programable debe ser capaz de aceptar las instrucciones que se almacenan de forma secuencial ejecutados para dirigir el manipulador brazo para colocar la porción correcta o nanopart en la posición deseada y la orientación, dando así un control preciso sobre el momento y la ubicación de las reacciones químicas u operaciones de montaje [47].

Enfoques para la construcción de nanorobots

Hay dos enfoques principales para la construcción a escala nanométrica: ensamblaje posicional y auto-ensamblaje. En el montaje de posición, los investigadores emplean algunos dispositivos, tales como el brazo de un robot en miniatura o un conjunto microscópico para recoger las moléculas una por una y montar manualmente. En contraste, auto-ensamblaje es mucho menos laborioso, ya que se aprovecha de la tendencia natural de ciertas moléculas a buscar unos a otros. Con el auto-ensamblaje de componentes, todo lo que los investigadores tienen que hacer es poner miles de millones de ellos en un vaso y dejar que sus afinidades naturales unirse a ellos de forma automática en las configuraciones que desee. Lo que requiere de complejos sistemas de nanorobotic técnicas de fabricación que se puede construir una estructura molecular a través de modelos computacionales de mecanosíntesis diamante (DMS) [3, 4]. DMS es la adición controlada de átomos de carbono a la superficie de crecimiento de una red cristalina del diamante en un vacío de fabricación. Enlaces químicos covalentes se forman uno tras otro, como resultado de posicionalmente limitados fuerzas mecánicas aplicadas en la punta de un aparato de la sonda microscopio de barrido, siguiendo una secuencia programada.

El reconocimiento del sitio de destino de nanorobots

Diferentes tipos molécula se distinguen por una serie de sensores cuya quimiotáctica sitios de unión tienen una afinidad diferente para cada tipo de molécula. [6] El sistema de control debe garantizar un rendimiento adecuado. Se puede demostrar con un número determinado de nanorobots responder lo más rápido posible para un escenario basado en tareas específicas. En el espacio de trabajo 3D tiene el objetivo de los productos químicos superficie permitiendo que los nanorobots para detectar y reconocer que [6, 7 y 8]. Fabricación de mejores sensores y actuadores con tamaños de escala nanométrica que hace a encontrar la fuente de liberación de la sustancia química. Nanorobot Control Design (NCD) simulador ha sido desarrollado, que es un software para nanorobots en ambientes con líquidos dominado por el movimiento browniano y viscoso en lugar de las fuerzas de inercia.

En primer lugar, como punto de comparación, los científicos utilizaron los movimientos de los nanorobots 'browniano pequeño para encontrar el objetivo de búsqueda al azar. En un segundo método, los nanorobots para monitorear la concentración de sustancias químicas muy por encima del nivel de fondo. Después de detectar la señal, un nanorobot estima que el gradiente de concentración y se mueve hacia una mayor concentración hasta que se alcanza el objetivo. En el tercer enfoque, nanorobots en el objetivo de lanzar otro producto químico, que otros utilizan como una señal adicional guiar a la meta. Con estas concentraciones de la señal, sólo nanorobots que pasa dentro de unas pocas micras de destino pueden detectar la señal.

De este modo, podemos mejorar la respuesta de que los nanorobots mantener posiciones cerca de la pared del vaso en vez de flotar a través del flujo de volumen en el recipiente de control de la concentración de una señal de los demás; un nanorobot puede estimar el número de nanorobots en el blanco. Por lo tanto, el nanorobot utiliza esta información para determinar si hay suficientes nanorobots en el objetivo de poner fin así a los otros "atrayente" señal de un nanorobot se puede liberar. Se ha encontrado que los nanorobots dejar de atraer a los demás una vez que han respondido lo suficientemente nanorobots. La cantidad se considera suficiente cuando la región de destino está densamente cubierto por nanorobots. Así, estas pequeñas máquinas trabajan en el lugar de destino con exactitud y precisión, en esa medida sólo a los que está diseñado para hacer [9].

Estrategias empleadas por los nanorobots para evadir el sistema inmune

Cada nanorobot médico coloca dentro del cuerpo humano se encuentran las células fagocíticas muchas veces durante su misión. Así, todos los nanorobots, que son de un tamaño capaz de ingestión por los fagocitos, debe incorporar mecanismos físicos y protocolos operativos para evitar y escapar de los fagocitos. La estrategia inicial de nanorobots médicos es, primero, evitar el contacto fagocíticas o reconocimiento. Para evitar ser atacados por el sistema inmune del huésped, la mejor opción es contar con un revestimiento exterior de diamantes pasiva. Cuanto más lisa y sin defectos de la capa, menor es la reacción del sistema inmunológico del cuerpo. Y si esto falla, entonces para evitar que la unión a la superficie de fagocitos que conduce a la activación fagocítica. Si queda atrapado, el nanorobot médico puede inducir exocitosis de la vacuola phagosomal en donde se presente o inhibir la fusión fagosoma phagolysosomal y el metabolismo.

En raras ocasiones, puede ser necesario para matar a los fagocitos o al bloqueo del sistema fagocítico todo. El enfoque más directo para un completo y funcional nanorobot médico es el empleo de los mecanismos de motilidad de locomoción fuera de, o fuera de la célula fagocítica que está tratando de que engullir. Esto puede implicar cytopenetration inversa, que debe hacerse con cautela (por ejemplo, la salida rápida de los virus sin envoltura de las células pueden ser citotóxicos). Es posible que la fagocitosis frustrada puede inducir una reacción granulomatosa localizada compensatorias.   Nanorobots médicos por lo tanto también puede ser necesario emplear estrategias defensivas sencilla pero activa para prevenir la formación de granulomas. Metabolismo de la glucosa locales y oxígeno para producir energía puede hacer la alimentación de los nanorobots. En un entorno clínico, otra opción sería una alimentación externa de energía acústica. Cuando la tarea de los nanorobots se ha completado, se puede recuperar lo que les permite exfuse a través de los canales excretores humano normal o también puede ser removido por un sistema de evacuación activo [10, 11].

Nanorobots en la detección y Tratamiento del Cáncer

El desarrollo de nano-robots puede proporcionar notables avances en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Nanorobots podrían ser de gran ayuda y esperanza para el tratamiento de los pacientes, ya que los tratamientos actuales, como la radioterapia y la quimioterapia a menudo terminan destruyendo más células sanas de las cancerígenas. Desde este punto de vista, se ofrece una terapia sin depresión en pacientes con cáncer. Los nanorobots serán capaces de distinguir entre diferentes tipos de células que es el maligno y las células normales, al comprobar su antígenos de superficie (que son diferentes para cada tipo de célula). Esto se logra mediante el uso de sensores quimiotáctica introducido a los antígenos específicos en las células diana. Otro enfoque utiliza la innovadora metodología para lograr un control descentralizado para una acción colectiva distribuida en la lucha contra el cáncer. El uso de sensores químicos que pueden ser programados para detectar diferentes niveles de E-cadherina y beta-catenina en las fases primarias y metastásicas. Nanorobots médicos luego va a destruir estas células, y sólo estas células. Los métodos de control se consideraron los siguientes:

·          Al azar: nanorobots móviles pasivamente con el fluido alcanzar el objetivo sólo si se dan de cabeza en él debido al movimiento browniano.

·          Sigue pendiente: la intensidad de la concentración de nanorobots para monitorear las señales de E-cadherina, cuando se detecta, medir y seguir la pendiente hasta llegar a la meta. Si la estimación del gradiente con posterioridad a la detección de señales no encuentra in50ms adicional de la señal, el nanorobot considera que la señal sea un falso positivo y continúa fluyendo con el fluido.

·          Sigue pendiente con atrayente: el anterior, pero nanorobots llegar a la meta, liberan, además de una señal química diferentes utilizadas por otros para mejorar su capacidad de encontrar el objetivo. Por lo tanto, un gradiente de mayor intensidad de la señal de E-cadherina se utiliza como parámetro de identificación de productos químicos en la orientación de nanorobots para identificar los tejidos malignos. Nanosensores integrados pueden ser utilizados para realizar esa tarea con el fin de encontrar la intensidad de las señales de E-cadherina. De este modo se puede utilizar de manera eficaz para el tratamiento del cáncer [9].

Ejemplo práctico de nanorobots enfoque para la detección y Tratamiento del Cáncer

Pharmacyte es un auto-alimentado, controlado por ordenador del sistema médico nanorobot capaz de transportar digitalmente precisa, el tiempo y dirigida a la entrega de agentes farmacéuticos específicos para destinos e intracelular en el cuerpo humano. Pharmacytes escapar del proceso de fagocitosis, ya que no embolizar los vasos sanguíneos pequeños debido a que el mínimo viable capilar humana que permite el paso de los eritrocitos intactos y los glóbulos blancos se micronmeter 3.4 de diámetro, que es más grande que el mayor Pharmacyte propuesto.

Pharmacytes tendrá muchas aplicaciones en nanomedicina como la iniciación de la apoptosis en células de cáncer y el control directo de los procesos de señalización celular. Pharmacytes también podría marcar las células diana con la defensiva bioquímicos naturales o sistemas de depuración, una estrategia llamada "fagocíticas marcar" [12]. Por ejemplo, el reconocimiento de nuevas moléculas se expresan en la superficie de las células apoptóticas. En el caso de los linfocitos T, una de tales moléculas es fosfatidilserina, un lípido que normalmente se limita a la parte interna de la membrana plasmática [1 m], pero, después de la inducción de la apoptosis, aparece en el exterior [13].

Las células portadoras de esta molécula en la superficie pueden ser reconocidos y eliminados por los fagocitos. La siembra de la pared exterior de una célula diana con fosfatidilserina u otras moléculas con acción similar podría activar el comportamiento fagocíticas de los macrófagos, que se habían identificado erróneamente la célula diana como sustancias capaces de desencadenar la apoptosis una reacción del cuerpo [14] Pharmacytes sería capaz de llevar a hasta aproximadamente 1cubicmeter de carga farmacéutica se almacena en tanques a bordo que se hayan descargado mecánicamente con bombas de clasificación molecular funcionan bajo el control de un ordenador de a bordo [15,16].

Dependiendo de requisitos de la misión, la carga puede ser dado de alta en el líquido extracelular próxima o entregados directamente en el citosol mediante un mecanismo de transmembrana del inyector. Si es necesario para una aplicación particular, los cilios de despliegue mecánico y otros sistemas de la locomotora se puede agregar a la Pharmacyte para permitir la movilidad transvascular y transcelular, lo que permite la entrega de moléculas farmacéuticas a las direcciones específicas celulares e incluso intracelular con error despreciable. Pharmacytes, una vez agotada su carga útil o de haber completado su misión, se recuperó de la paciente por las vías de excreción convencionales. [17] Los nanorobots podrían entonces ser recargada, reprogramado y se recicla para su uso en un segundo paciente que pueden necesitar un agente diferente farmacéuticos dirigidos a los diferentes tejidos o células que en el primer paciente [27, 28].

Nanorobots en el Diagnóstico y Tratamiento de la Diabetes

Glucosa transportada por el torrente sanguíneo es importante para mantener el metabolismo humano de trabajo saludable, y su nivel correcto es un tema clave en el diagnóstico y tratamiento de la diabetes. Intrínsecamente relacionada con las moléculas de glucosa, el hSGLT3 proteína tiene una influencia importante en el mantenimiento adecuado del nervio colinérgico gastrointestinal y esquelético actividades de la función muscular, la regulación de la concentración de glucosa extracelular [18]. La molécula de hSGLT3 puede servir para definir los niveles de glucosa en pacientes diabéticos. El aspecto más interesante de esta proteína es el hecho de que sirve como un sensor para identificar la glucosa [18].

El modelo de simulación de nanorobot prototipo ha incorporado complementarios de óxido metálico semiconductor (CMOS) nanobioelectronics. Cuenta con un tamaño de aproximadamente 2 micronmeter, que le permite operar libremente en el interior del cuerpo. Si el nanorobot es invisible o visible de las reacciones inmunes, que no tiene injerencia para la detección de los niveles de glucosa en el torrente sanguíneo. A pesar de la reacción del sistema inmune en el cuerpo, el nanorobot no es atacado por las células blancas de la sangre debido biocompatibilidad [19] Para el control de la glucosa el nanorobot utiliza sensor químico integrado que consiste en la modulación de la actividad de la proteína hSGLT3 glucosensor [20].

A través de su sensor químico a bordo, el nanorobot tanto, puede determinar si efectivamente el paciente tiene que inyectarse insulina o tomar cualquier otra acción, como cualquier medicamento clínicamente prescrita. La imagen del espacio de trabajo de las ENT simulador muestra la vista en el interior de un vaso sanguíneo vénula con textura de la red, los glóbulos rojos (GR) y nanorobots. Que el flujo de los glóbulos rojos en el torrente sanguíneo para detectar los niveles de glucosa. En una concentración de glucosa normal, los nanorobots tratar de mantener los niveles de glucosa que van alrededor de 130 mg / dl como objetivo de los niveles de glucosa en la sangre (BGLs). Una variación de 30mg/dl fue adoptado como un rango de desplazamiento, aunque esto se puede cambiar sobre la base de las prescripciones médicas. En la arquitectura de médicos nanorobot, los datos importantes de medición pueden ser luego transferidos automáticamente a través de las señales de RF de los teléfonos móviles realizado por el paciente. En cualquier momento, si la glucosa alcanza niveles críticos, el nanorobot emite una alarma a través del teléfono móvil [21].

Nivel de control de la glucosa con nanorobots

En la simulación, el nanorobot también está programado para emitir una señal basada en la hora del almuerzo se especifica, y para medir los niveles de glucosa en intervalos de tiempo deseado. El nanorobot se puede programar para activar los sensores y medir regularmente el BGLs temprano en la mañana, antes de la hora del desayuno se esperaba. Niveles se miden de nuevo cada 2 horas después de la hora del almuerzo previsto. Los mismos procedimientos que se pueden programar para otras comidas a través de los tiempos del día. Una multiplicidad de nanorobots transmitidas por la sangre va a permitir el monitoreo de glucosa, no sólo en un solo sitio, sino también en muchos lugares diferentes al mismo tiempo en todo el cuerpo, lo que permite al médico para armar un mapa de todo el cuerpo de las concentraciones de glucosa en suero.

Examen de los datos de series de tiempo de varias localidades permite la medición precisa de la tasa de cambio de la concentración de glucosa en la sangre que pasa a través de órganos específicos, los tejidos, los lechos capilares y vasos específica. Esto tiene utilidad diagnóstica en la detección de anomalías tasas de captación de glucosa que pueden ayudar a determinar qué tejidos pueden haber sufrido daños relacionados con la diabetes, y en qué medida. Otros sensores de a bordo puede medir e informar el diagnóstico observaciones pertinentes, tales como la presión arterial del paciente, los primeros signos de la gangrena del tejido, o cambios en el metabolismo local que podría estar asociado con cáncer en etapa temprana. De todo el cuerpo de datos de series temporales recogidas durante diversas actividades paciente los niveles (por ejemplo, descansar, hacer ejercicio, postprandial, etc) podrían tener un valor diagnóstico adicional en la evaluación del curso y la extensión de la enfermedad.

Esta importante información puede ayudar a médicos y especialistas para supervisar y mejorar la medicación del paciente y de la dieta diaria. Este proceso con nanorobots pueden ser más cómodo y seguro para hacer viable un sistema automático de recogida de datos y monitorización de pacientes. También se puede evitar con el tiempo las infecciones causadas por los cortes diarios pequeños para recoger muestras de sangre y posible pérdida de datos, e incluso evitar que los pacientes en una semana muy ocupada para olvidar hacer algunos de los muestreos de glucosa. Estos avances recientes en nanobioelectronics mostrar cómo integrar los dispositivos del sistema y los teléfonos celulares para lograr un mejor control de los niveles de glucosa en pacientes con diabetes [22].

Respirocito - Un portador de oxígeno artificial nanorobot

La mecánica artificial de células rojas, "respirocito" es un imaginario nanorobot, flota a lo largo de la corriente de la sangre [23]. Estos átomos son en su mayoría átomos de carbono dispuestos como el diamante en una estructura reticular porosa dentro de la cáscara esférica. El respirocito es esencialmente un tanque de presión pequeña que puede ser bombeado llena de oxígeno (O 2) y dióxido de carbono (CO 2) moléculas. Más tarde, estos gases pueden ser liberados desde el tanque pequeño de una manera controlada. Los gases se almacenan a bordo a presiones de hasta cerca de 1000 atmósferas. Respirocito se puede representar completamente no inflamable por la construcción del dispositivo interno de zafiro, un material ignífugo con propiedades químicas y mecánicas de otro modo similar al diamante [24].

También hay sensores de concentración de gas en el exterior de cada dispositivo. Cuando el nanorobot pasa a través de los capilares pulmonares, presión parcial de O2 es alta y la presión parcial de CO 2 es baja, por lo que el ordenador de a bordo le dice a los rotores de clasificación para cargar los tanques con oxígeno y volcar el CO 2. Cuando el dispositivo más adelante se encuentra en los tejidos periféricos la falta de oxígeno, las lecturas del sensor se invierten. Es decir, la presión parcial de CO 2 es relativamente alto y presión parcial de O2 relativamente bajo, por lo que el ordenador de a bordo comandos de los rotores de clasificación para la liberación de O 2 y de absorber CO 2. Respirocitos imitan la acción de los naturales llenos de hemoglobina, los glóbulos rojos. Sin embargo, un respirocito puede suministrar oxígeno 236 veces más por unidad de volumen que un glóbulo rojo natural.

Este nanorobot es mucho más eficiente que la biología, principalmente debido a su construcción diamantina permite una presión mucho mayor. Por lo que la inyección de una dosis de 5 cm 3 de respirocito suspensión acuosa al 50% en el torrente sanguíneo exactamente puede reemplazar todo el O 2 y CO 2 la capacidad de carga de todo el paciente 5.400 cm 3 de sangre. Respirocito tendrá sensores de presión para recibir las señales acústicas del médico, quien utiliza un dispositivo transmisor de ultrasonidos-como para dar las órdenes respirocito a modificar su comportamiento mientras están todavía dentro del cuerpo del paciente [25, 27].

Los fagocitos artificial - Microbivores Nanorobots

A microbívoro se ha descrito, cuya función principal es destruir patógenos microbiológicos se encuentran en el torrente sanguíneo humano, a través del "digerir y descarga" del protocolo. Nanorobotic fagocitos hipotética artificial llamado microbivores''''podría patrullar el torrente sanguíneo, buscando y digerir los patógenos no deseados tales como bacterias, virus u hongos. Microbivores cuando se administra por vía intravenosa (IV) lograr la limpieza completa de la infección septicémica aún más grave en horas o menos. Esto es mucho mejor que las semanas o meses necesarios para la asistencia a los antibióticos defensas fagocíticas natural. Los nanorobots no aumentan el riesgo de sepsis o shock séptico debido a que los patógenos son completamente digeridos en inofensivos los azúcares simples, ácidos monoresidue amino, mononucleótidos, ácidos grasos libres y glicerol, que son los efluentes biológicamente inactivo desde el nanorobot [26, 27, 28 ].

Chromallocyte: un hipotético Móvil Células de reparación nanorobot

Otro nanorobot, el Chromallocyte reemplazaría cromosomas enteros en celdas individuales tanto para revertir los efectos de las enfermedades genéticas y otros daños acumulados a nuestros genes, previniendo el envejecimiento. Chromallocyte es un hipotético móvil celular de reparación capaces de viajar por la superficie limitada vascular en el lecho capilar del tejido u órgano blanco, seguido de la extravasación, histonatation, cytopenetration, y la sustitución completa de la cromatina en el núcleo de la célula diana un nanorobot, y termina con un volver al torrente sanguíneo y posterior extracción del dispositivo desde el cuerpo, completando la misión de reparación celular. "Dentro de un celular, una máquina de reparación primero el tamaño de la situación mediante el examen de contenido de la celda y la actividad, y luego actuar. Al trabajar a lo largo de molécula por molécula y la estructura por estructura, las máquinas de reparación será capaz de reparar las células enteras. Al trabajar a lo largo de la célula por célula y tejido por tejido, que (con la ayuda de dispositivos más grandes, donde es necesario) que se capaces de reparar órganos enteros. Al trabajar a través de un órgano por el órgano persona, se restaurará la salud. Debido a que las máquinas moleculares serán capaces de construir moléculas y células a partir de cero, que será capaz de reparar las células dañadas, incluso hasta el punto de completa inactividad. [29, 30, 31]

Asimismo, las solicitudes de los nanorobots

Nanorobots podrían ser utilizados para mantener la oxigenación tisular en ausencia de la respiración, la reparación y el reacondicionamiento del árbol vascular humana eliminación de la enfermedad cardíaca y accidente cerebrovascular, daño nanosurgery realizar complejas en las células individuales, y al instante sangrado firme después de una lesión traumática. Monitoreo de las concentraciones de nutrientes en el cuerpo humano es una posible aplicación de nano-robots en medicina. Una de las interesantes utilización nanorobot es también ayudar a las células inflamatorias (o glóbulos blancos) en dejar los vasos sanguíneos para reparar tejidos dañados [39].

Los nanorobots podrían utilizarse también para buscar y romper cálculos renales [32]. Los nanorobots podrían también ser utilizado para procesar las reacciones químicas específicas en el cuerpo humano como dispositivos auxiliares para órganos lesionados [40]. Nanorobots equipados con nanosensores podrían ser desarrollados para ofrecer medicamentos contra el VIH [38]. Otra capacidad importante de nanorobots médicos será la capacidad de localización de buques estenosis arterial, sobre todo en la circulación coronaria, y los tratan mecánicamente, químicamente o farmacológicamente [33].

Para curar enfermedades de la piel, una crema que contiene nanorobots pueden ser utilizados. Se podría eliminar la cantidad adecuada de la piel muerta, eliminar el exceso de grasa, aceites falta añadir, aplicar la cantidad adecuada de compuestos naturales de hidratación, e incluso alcanzar el difícil objetivo de "limpieza profunda de poros" por la realidad que llega hasta en los poros y limpiar a cabo. La crema puede ser un material inteligente con Smooth-On, peel-off de conveniencia.

Un enjuague bucal lleno de inteligentes nanomáquinas podrían identificar y destruir las bacterias patógenas al tiempo que permite la flora inofensiva de la boca para prosperar en un ecosistema sano. Además, los dispositivos se identifican las partículas de alimentos, la placa o el sarro, y levantarlos de los dientes que se enjuagan. Ser suspendidas en líquido y es capaz de nadar, los dispositivos serían capaces de llegar a las superficies más allá del alcance de las cerdas del cepillo o de las fibras de seda. A corto tiempo de vida nanodispositivos médicos, podrían ser construidos para durar sólo unos minutos en el cuerpo antes de desmoronarse en los materiales del tipo encontrado en los alimentos.

Nanodispositivos médicos podría aumentar el sistema inmunológico mediante la búsqueda y desactivación de bacterias no deseadas y los virus. Cuando un invasor se identifica, puede ser perforado, dejando que su contenido se derrame fuera y poner fin a su eficacia. Si el contenido que se considera peligroso por sí mismos, entonces la máquina inmune podría aferrarse a él el tiempo suficiente para desmantelar de manera más completa. Dispositivos de trabajo en el torrente sanguíneo puede mordisquean a los depósitos arterioscleróticos, dilatando los vasos sanguíneos afectados [34]. La cría de dispositivos celulares podrían restaurar las paredes arteriales y la arteria forros para la salud, al asegurar que las células adecuadas y estructuras de apoyo están en los lugares correctos. Esto evitaría que la mayoría de los ataques del corazón [35].

Nanorobots podrían ser utilizados en el tratamiento de la precisión y la entrega de célula objetivo, en la realización de nanosurgery, y en los tratamientos para la hipoxemia y las enfermedades respiratorias, odontología [36], las infecciones bacteriémica, trauma físico, la terapia génica a través de la terapia de reemplazo de los cromosomas e incluso el envejecimiento biológico. Se ha sugerido que una flota de nanorobots podrían servir como los anticuerpos o agentes antivirales en pacientes con sistemas inmunes comprometidos, o en enfermedades que no responden a medidas más convencionales.

Hay muchas otras posibles aplicaciones médicas, incluyendo la reparación del tejido dañado, desbloqueo de las arterias afectadas por las placas, y tal vez la construcción de órganos de reemplazo completo del cuerpo. Sistemas de escala nanométrica también puede funcionar mucho más rápido que sus contrapartes más grandes, porque los desplazamientos son más pequeñas, lo que permite que los eventos mecánicos y eléctricos que se produzca en menos tiempo a una velocidad determinada [37].

Conclusión

La nanotecnología como una herramienta de diagnóstico y tratamiento para pacientes con cáncer y la diabetes mostró cómo los desarrollos actuales en nuevas tecnologías de fabricación permiten a trabajos innovadores que pueden ayudar en la construcción y el empleo de nanorobots más eficaz para los problemas biomédicos. Nanorobots aplicada a la medicina tienen una gran riqueza de la promesa de erradicar la enfermedad para revertir el proceso de envejecimiento (arrugas, pérdida de masa ósea y las condiciones relacionadas con la edad son tratables a nivel celular); nanorobots son también candidatos para aplicaciones industriales. El advenimiento de la nanotecnología molecular una vez más se expandirá enormemente la eficacia, la comodidad y la velocidad de los futuros tratamientos médicos, mientras que al mismo tiempo que reduce significativamente el riesgo, costo y agresividad.

Referencias

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5.        Drexler KE, Nanosistemas: maquinaria molecular, fabricación y Computación, John Wiley & Sons, 1992.

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9.        Nanorobot técnicas de comunicación: un tutorial completo.

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Date Added: Nov 13, 2007

Last Update: 3. October 2011 08:56

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