OARS - Open Access Rewards System
DOI : 10.2240/azojono0119

의학 로봇을 위한 장래성

Vadali Shanthi와 Sravani Musunuri

저작권 AZoM.com Pty 주식 회사.

이것은 AZo 노 http://www.azonano.com/oars.asp의 조건으로 분산된 아조기를 함유한 개가식 사례금 시스템 (AZo 노) 약품입니다

제출하는: 2007년 9월 5일

배치하는: 2007년 11월 13일

커버되는 토픽

요약

소개

Nanorobots는인 무엇

Nanorobots의 성분

Nanorobots의 성분 그리고 디자인

Nanorobots의 건축을 위한 접근

Nanorobots의 표적 사이트의 승인

면역 계통 기피를 위한 Nanorobots의 채택되는 전략

암 탐지와 처리에 있는 Nanorobots

암 탐지와 처리를 위한 Nanorobots 접근의 실제적인 보기

당뇨병의 진단 그리고 처리에 있는 Nanorobots

Nanorobots를 사용하는 통제 포도당 수준

Respirocyte - 인공적인 산소 운반대 Nanorobot

인공적인 식세포 - Microbivores Nanorobots

Chromallocyte: 가설적인 이동할 수 있는 세포 수선 Nanorobot

Nanorobots의 추가 응용

결론

참고

접촉 세부사항

나노 과학은 그(것)들에게 많은 도전을 제안하기 때문에 많은 과학자를 위한 매혹적인 과학입니다. 1개의 그 같은 도전은 일단 현실이 생각에 의하여 환상이기 위하여 지금 들어오면 Nanorobots입니다. nanorobots의 제시한 응용은 보통 감기에서 암 같이 무서운 질병에 구역 수색할 수 있습니다. 몇몇 그 같은 보기는 Pharmacyte, Respirocyte, Microbivores, Chromallocyte 및 더욱 많은일 수 있습니다. nanorobots의 연구 결과는 Nanomedicine의 필드로 이끌어 내는 것을 가지고 있습니다. Nanomedicine는 인간적인 질병의 처리 및 인간적인 생물 체계의 개선을 위한 강력한 새로운 도구의 장래성을 제안합니다.

소개

나노 과학의 존재하는 시대는 과학자가 환자의 바디 안쪽에 작동할 수 있는 분자 수준에 건축되는 풀그릴과 외면적으로 지배할 수 있는 복잡한 기계를 발육시킬 수 있는 단계에 도달했습니다. 나노 과학은 엔지니어를 인체를 항해하고, 중요한 분자를 수송하고, 현미경 객체를 조작하고 의사와 소형 센서, 모터, 조작자, 발전기 및 분자 가늠자 컴퓨터의 대신으로 통신할 수 있는 정교한 nanorobots를 구성하는 가능하게 할 것입니다. nanorobot를 건설하는 아이디어는 그 사실에서 바디의 자연적인 nanodevices 옵니다; neutrophiles, 림프톨 및 백혈구는 바디에 관하여 끊임없이 방황해, 손상한 조직을 고치고, 나누거나 배설하기 위하여 각종 기관을 위한 침입 미생물 및 광범위하는 위 외국 입자를 공격하고 먹.

Nanorobots는인 무엇

Nanorobotics는 분자 수준에 소문자 것을 취급하는 지나치게 요구하는 필드로 나오고 있습니다. Nanorobots는 nanoscale 차원에 정밀도로 특정 업무를 이행하기 위하여 디자인된 정수 nanoelectromechanical 시스템 입니다. 전통적인 약에 그것의 이점은 그것의 규모에 속입니다. 입자 크기에는 공술서의 혈청 일생 그리고 패턴에 대한 효력이 있습니다. 이것에는 더 낮은 사격량에서 사용되기 위하여 nanosize의 약을 있습니다 치료 활동의 초기 개시가 허용합니다. 그것은 또한 통제되는 약 납품을 특정 위치 [1]에 운반대를 지시해서 물자를 제공합니다. 전형적인 의학 nanodevice는 아마 nanoscale 부속에서 조립된 미크론 가늠자 로봇일 것입니다. 이 nanorobots는 큰 가늠자 결과 [2] 가져오는 환경 자극과 프로그램한 원리에 응하여 함께 작동할 수 있습니다.

Nanorobots의 성분

탄소는 아마 다이아몬드 또는 diamondoid/fullerene nanocomposites의 모양으로 의학 nanorobot를 부피를, 아마 함유하는 주요한 성분일 것입니다. 수소 황, 산소, 질소, 불소, 실리콘, 등등과 같은 다른 많은 가벼운 성분은 nanoscale 기어와 그밖 분대 [2]에 있는 특별한 목적을 위해 이용될 것입니다. 다이아몬드의 화학 둔함은 몇몇 실험적인 연구 결과에 의해 입증됩니다. DLC에 경작된 마우스 복막 대식 세포에 실험된 1개의 그 같은 젖산염 dehydrogenase 또는 lysosomal 효소 beta N 아세틸 D GLUCOSAMINIDASe (염증 도중 대식 세포에게서 풀어 놓이기 위하여 알려지는 효소)의 중요한 과잉 방출을 보여주지 않았습니다.

형태학상 검사는 아무 독성도 없었다, 그리고 선동적인 반응이 생체외에서 이끌려지지 않았다 섬유아세포 대식 세포에 물리적인 손상, 그리고 생화확적인 표시를 확인하는 세포 같이 인간적인 osteoblast를 제시하지 않았습니다. 매끄럽게하는것 및 흠 없는 것 다이아몬드 표면, 더 적은 백혈구 활동 및 브리노겐 흡착입니다. 강한 냄새에 의하여 실험은 그 외 여러분 [41] 1 주 동안 살아있는 마우스에서 복강내로 이식된 CVD 다이아몬드 웨이퍼가 최소 선동적인 반응을 제시했다는 것을 보여주었습니다. 흥미롭게, 더 거친 것에 표면, 소수 퍼짐을 "닦고" 융합된 대식 세포는 어떤 활성화가 생겼었다는 것을 표시하는 나타나. 가깝 나노미터 매끈함을 가진 외면은 아주 낮은 대 생물 작용 귀착됩니다. passivated 다이아몬드 표면의 극단적으로 높은 표면 에너지 및 다이아몬드 표면의 강한 hydrophobicity 때문에, 다이아몬드 외면은 거의 완전하게 화학적으로 비활성 입니다.

Nanorobots의 성분 그리고 디자인

Nanorobots는 그의 디자인이 생물학 모형에서 파생되는 자치 하위 시스템의 가득 차있는 갑주 한 벌을 소유할 것입니다. Drexler는 분명하게 복잡한 장치가 그들의 구조상 분대 [42]에 있는 생물학 모형을 닮다, 1981년에, 지적할 것이다 첫번째 이었습니다. nanorobot 디자인에 있는 각종 분대는 내장된 센서, 모터, 조작자, 전력 공급 및 분자 컴퓨터를 포함할 수 있습니다. 아마 그 같은 분자 기계장치의 제일 알려져 있는 생물학 보기는 자유롭게 리보솜 실존에서 유일하게 풀그릴 nanoscale 어셈블러 이미입니다. 단백질이 특정 수용체 사이트에 묶는 기계장치는 분자 로봇식 무기를 구성하기 위하여 베껴질지도 모릅니다.

조작자 무기는 또한 제어 신호의 상세한 순서에 의해 다만 리보솜이 mRNA를 그것의 활동을 인도하기 필요로 하기 때문에, 몰 수 있습니다. 이 제어 신호는 간단한 "방송 아키텍쳐"를 사용하여 내장된 센서를 통해 로봇 무기에 의해 [43, 44, 및 45] 힘을 가져오기 위하여 또한 이용될 수 있는 기술 수신되는 외부 청각, 전기, 화학 신호에 의해 제공됩니다. 생물학 세포는 셀 방식 단백질을 제조하기 위하여 세포의 핵이 리보솜에 mRNA의 모양으로 신호를 보내는 방송 아키텍쳐의 하나의 예로 주시될 수 있습니다.

어셈블러는 원자 가늠자에 분자 제조 능력을 발휘 가능했던 이 풀그릴 nanocomputer가 조작자 무기를 지시하도록 요구된 위치 및 오리엔테이션에 있는 정확한 모이어티 또는 nanopart를 두기 위하여 연속적으로 실행되는 저장된 명령을 받아들일 수 있어야 합니다 내장된 nanocomputer에 의해 제공된 제어 신호를 요구하는 시스템으로 기술될 수 있던 분자 기계 시스템이어 [46의], 따라서 화학 반응 또는 조립 작업 [47]의 타이밍 그리고 위치 상공에 정확한 통제를 주.

Nanorobots의 건축을 위한 접근

나노미터 가늠자에 건축에 2개 주요 접근이 있습니다: 위치상 집합 및 각자 집합. 위치상 집합에서는, 조사자는 소형 로봇 현미경 세트의 무기와 같은 분자를 하나씩 차례로 픽업하고 수동으로 조립하기 위하여 장치를 채택합니다. 대조적으로, 각자 집합은 찾아내기 특정 분자의 자연적인 경향을 이용하기 때문에, 매우 보다 적게 근면합니다. 각자 소집 분대로, 해야 조사자가 하는 모두는 요구한 윤곽으로 비커로 그(것)들의 있던 10억이고 그들의 자연적인 친화력을 자동적으로 결합합니다 그(것)들을 시켰습니다. 복잡한 nanorobotic 시스템을 만드는 것은 다이아몬드 mechanosynthesis [3, 4]의 컴퓨터 모형을 통해 분자 구조를 (DMS) 건설할 수 있는 제조 기술을 요구합니다. DMS는 진공 제조 환경에 있는 다이아몬드 결정 격자의 성장 표면에 탄소 원자의 통제되는 추가입니다. 공유 원자가 화학 결합은 프로그램된 순서를 따르는 스캐닝 탐사기 현미경 기구의 끝에 적용된 위치상으로 강요된 기계적인 군대의 결과로 하나씩 차례로 형성됩니다.

Nanorobots의 표적 사이트의 승인

다른 분자 모형은 그의 의무 사이트에는 분자의 각 종류를 위한 다른 친화력이 있는 일련의 화학주성 센서에 의해 구별됩니다. [6] 통제 시스템은 적당한 성과를 지켜야 합니다. 특정 업무에 기지를 둔 대본을 위해 가능한한 빨리 반응하는 nanorobots의 결의가 굳은 수로 설명될 수 있습니다. 3D 워크스페이스에서 표적에는 지상 화학제품이 있어 그것을 검출하고 인식하는 것을 nanorobots가 허용하 [6, 7, 및 8]. 더 나은 nanoscale 규모를 가진 센서 그리고 액추에이터 제조하는 것은 그(것)들에 화학제품의 방출의 근원을 찾아내. 브라운 운동 (NCD)에 의해 지배되다 관성력 보다는 오히려 점성 액체를 가진 환경에 있는 nanorobots를 위한 소프트웨어인 Nanorobot 통제 디자인 시뮬레이터는 발육되었습니다.

첫째로, 비교 적 관점으로, 과학자는 무작위 탐색에 의하여 표적을 찾아내기 위하여 nanorobots' 작은 브라운 운동 이용했습니다. 두번째 방법에서는, 화학 사격량을 위한 nanorobots 모니터 중요하게 배경 정도의 위. 신호를 검출한 후에, nanorobot는 사격량 기온변화도를 추정하고 높은 농도로 표적을 도달할 때까지 움직입니다. 제 3 의 접근에서는, 표적에 nanorobots는 그 외가 표적에 추가 인도 신호로 이용하는 다른 화학제품을 풀어 놓습니다. 이 신호 사격량으로, 표적의 약간 미크론 안에서 통과하는 단지 nanorobots는 확률이 높습니다 신호를 검출하기 위하여.

따라서, 우리는 배 벽의 가까이에 nanorobots가 있어서 부피 유량을 통하여 뜨 대신에 지킵니다 그 외에서 신호의 사격량 감시에서 배에 있는 자리를 반응을 향상해서 좋습니다; nanorobot는 표적에 nanorobots의 수를 추정할 수 있습니다. 따라서, nanorobot는 이 충분한 nanorobots가 표적에 언제 있는지 결정하기 위하여 정보를 이용해, 그로 인하여 nanorobot가 풀어 놓을 수 있는 무엇이든 추가 "attractant" 신호를 종결하. 한 번 계속 충분한 nanorobots가 반응하는 nanorobots가 그 외를 끄는 중지한다는 것을 것을 발견됩니다. 총계는 표적 지구가 nanorobots에 의해 조밀하게 포함될 때 이젠 그만이라고 여겨집니다. 따라서 이 작은 기계는 그 넓이에 표적 사이트에 디자인되는지 어느 것을에서만 하기 위하여 정확하고 그리고 정확하게 작동됩니다 [9].

면역 계통 기피를 위한 Nanorobots의 채택되는 전략

인체 안쪽에 둔 각 의학 nanorobot는 그것의 임무 도중 많은 시간 식세포 세포에 직면할 것입니다. 따라서 모든 Nanorobots는 식세포 세포에 의해 섭취 도 할 수 있는 규모의 인, 식세포에게서 피하고 도주를 위한 물리적인 기계장치 그리고 사용할 수 있는 프로토콜을 통합해야 합니다. 의학 nanorobots를 위한 처음 전략은 식세포 접촉 또는 승인을 피하는 첫번째 입니다. 호스트의 면역 계통에 의해 공격 피하기 위하여는, 최고 선택은 수동적인 다이아몬드의 외부 코팅이 있는입니다. 매끄럽게하는것 및 흠 없는 것 코팅, 더 적은 바디의 면역 계통에서 반응입니다. 그리고 이것이 그 때 피하지 못하는 경우에 그것이 식세포 활성화에 지도하는 식세포 표면에 묶고 있습니다. 덫을 놓는 경우에, 의학 nanorobot는 하숙하는 phagosomal 액포의 exocytosis를 유도하고 또는 phagolysosomal 융해 및 phagosome 물질 대사를 둘 다 억제할 수 있습니다.

드물게, 식세포를 죽이거나 전체 식세포 시스템을 봉쇄하는 것이 필요할지도 모릅니다. 완전 기능 의학 nanorobot를 위한 직접 접근은, 그것을 침몰시키는 것을 시도하고 있는 식세포 세포에서, 또는 멀리에서 locomote에 그것의 운동성 기계장치를 채택하기 위한 것입니다. 이것은 신중하게 행해져야 하는 반전 cytopenetration를 관련시킬 수 있습니다, (세포에서 nonenveloped 바이러스의 예를들면, 급속한 출구는 세포 독성 일 수 있습니다). 좌절한 식균작용이 지방화한 보상 육아종성 반응을 유도할 수 있다 가능합니다. 의학 nanorobots는 또한 그러므로 육아종 대형을 앞지르는 간단하고 그러나 액티브한 방어적인 전략을 채택할 필요가 있을 수도 있습니다. 에너지를 위한 현지 포도당 그리고 산소를 물질 대사로 변화시키는 것은 nanorobots의 강화를 할 수 있습니다. 임상 환경에서는, 또 다른 선택권은 외면적으로 공급한 청각적인 에너지 일 것입니다. nanorobots의 업무가 완료될 때, 그(것)들은 일반적인 인간적인 배설 채널 통신로를 통해 exfuse에 그들자신 주어서 만회될 수 있고 또는 또한 액티브한 넝마주이 시스템 [10, 11]에 의해 제거될 수 있습니다.

암 탐지와 처리에 있는 Nanorobots

nanorobots의 발달은 암의 진단 그리고 처리를 현저한 어드밴스를 제공할 수 있습니다. Nanorobots는 방사선 요법과 화학요법 같이 현재 처리가 수시로 위로 암 그들 보다는 더 건강한 세포 파괴 끝내기 때문에, 환자의 치료를 위해 아주 도움이 되골 그리고 희망이 있을 수 있었습니다. 이 관점에서, 그것은 암 환자에게 비 낙담한 치료를 제공합니다. 악성인 Nanorobots는 그들의 지상 항원 (세포의 각 모형을 위해 다릅니다)를 검사해서 다른 세포 모형과 일반적인 세포 사이에서 구별할 수 있을 것입니다. 이것은 표적 세포에 특정 항원에 잠긴 화학주성 센서의 사용에 의해 달성됩니다. 다른 접근은 혁신적인 암의 전투에 있는 분배된 단체 행동을 위한 분권 관리를 달성하기 위하여 방법론을 이용합니다. 화학 센서를 사용하여 그(것)들은 1 차 및 전이성 단계에서 beta catenin E-cadherin의 다른 수준을 검출하기 위하여 프로그램되골. 의학 nanorobots는 그 때 이 세포 및 단지 이 세포를 파괴할 것입니다. 뒤에 오는 제어 방법은 고려되었습니다:

·         무작위: 단지 그(것)들이 브라운 운동 때문에 그것으로 부딪쳐야만 표적을 도달하는 액체로 수동적으로 움직이는 nanorobots.

·         기온변화도를 따르십시오: E-cadherin를 위한 nanorobots 모니터 사격량 강렬은, 검출될 때, 측정을 신호하고 표적 도달까지 기온변화도를 따릅니다. 신호 감지에 연속 기온변화도 예측이 추가 신호 in50ms를 찾아내지 않는 경우에, nanorobot는 틀린 포지티브인 신호를 고려하고 액체로 흐르는 계속되.

·         attractant로 기온변화도를 따르십시오: 위와 같이, 그러나 표적에 도착하는 nanorobots, 그(것)들은 추가적으로 표적을 찾아내는 그들의 기능을 향상하기 위하여 그 외에 의해 이용된 다른 화학 신호를 풀어 놓습니다. 따라서, E-cadherin의 신호 강렬의 더 높은 기온변화도는 인도 nanorobots에 있는 화학 매개변수 식별로 악성 조직을 확인하기 위하여 이용됩니다. 통합 nanosensors는 그런 업무를 위해 E-cadherin 신호의 강렬을 찾아내기 위하여 이용될 수 있습니다. 따라서 그(것)들은 암 [9] 취급을 위해 효과적으로 채택될 수 있습니다.

암 탐지와 처리를 위한 Nanorobots 접근의 실제적인 보기

Pharmacyte는 약제 에이전트의 각자 강화해, 컴퓨터 - 디지털로 정확한 수송 도, 타이밍 및 인체 내의 특정 셀 방식과 세포내 목적지에 표적으로 하 납품 할 수 있는 통제되는 의학 nanorobot 시스템입니다. 그(것)들이 작은 혈관을 때문에 본래 적혈구 및 백혈구의 통행을 허용하는 최소한도 실행 가능한 인간적인 모세관 embolize 때문에 Pharmacytes 도주는 식세포 프로세스 가장 큰 제시한 Pharmacyte 보다는 더 큰 직경에 있는 3-4 micronmeter입니다.

Pharmacytes에는 암세포에 있는 apoptosis의 개시와 세포 신호 프로세스의 직접 통제와 같은 nanomedicine에 있는 많은 응용이 있을 것입니다. Pharmacytes는 또한 생화확적인 자연적인 수세로 표적 세포를 표를 붙일 수 있었습니다 또는 청소 시스템은, 전략 "식세포 표시를" 불렀습니다 [12]. 예를 들면, 비발한 승인 분자는 apoptotic 세포의 표면에 표현됩니다. T 림프톨의 경우에, 1개의 그 같은 분자는 apoptosis의 감응작용 후에 phosphatidylserine, 원형질막 [1m]의 안 측에 일반적으로 제한되는 지질이고 그러나 외부 [13]에, 나타납니다.

그들의 표면에 이 분자를 품는 세포는 식세포 세포에 의해 그 후에 인식되고 제거될 수 있습니다. 유사한 활동을 가진 phosphatidylserine 그밖 분자를 가진 표적 세포의 외벽을 씨를 뿌리는 것은 바디 [14]에 의하여 반응 시작 가능했던 apoptotic 물질로 잘못하여 표적 세포를 Pharmacytes가 안으로 약제 내장 컴퓨터 [15,16]의 감독하에 작전된 분자 분류 펌프를 사용하여 기계적으로 내려지는 탑재량에 의하여 저장된 내장된 탱크의 대략 1cubicmeter까지 전송 가능할 확인했었던 대식 세포에 의해 식세포 행동을 활성화할 수 있었습니다.

임무 요건에 따라서, 탑재량은 근사한 extracellular 유동성으로 출력되거나 cytosol로 막 횡단 인젝터 기계장치를 사용하여 직접 투발될 수 있습니다. 필요하다면 특정한 응용을 위해, 배치 가능한 기계적인 섬모 및 그밖 이동성 시스템은 Pharmacyte에 transvascular와 transcellular 기동성을 허용하기 위하여 추가될 수 있어, 특정 셀 방식에 따라서 약제 분자 및 사소한 과실을 가진 세포내 주소 조차의 납품을 허용하. 한 번 그들의 탑재량의 고갈되거나 그들의 임무를 완료하는 Pharmacytes는, 전통적인 배설 통로에 의해 환자에게서, 복구될 것입니다. [17] nanorobots는 첫번째 환자 [27, 28]에서 보다는 다른 조직 또는 세포에 표적으로 한 다른 약제 에이전트를 필요로 하 수도 있는 두번째 환자에 있는 사용을 위해 그 후에 재충전되고, 프로그램이 다시 만들어지고 재생될지도 모릅니다.

당뇨병의 진단 그리고 처리에 있는 Nanorobots

혈액 스트림을 통해서 전송된 포도당은 healthfully 작동하는 인간적인 물질 대사를 유지하게 중요하, 그것의 정확한 수준은 당뇨병의 진단 그리고 처리에 있는 중요한 문제입니다. 포도당 분자와 본질적으로 관련되어, 단백질 hSGLT3에는 extracellular 포도당 농도 [18] 통제하는 적당한 위장 콜린성 신경과 골격 근육 기능 활동 유지에 있는 중요한 영향이 있습니다. hSGLT3 분자는 당뇨병 환자를 위한 포도당 수준을 정의하는 것을 봉사할 수 있습니다. 이 단백질의 가장 흥미로운 양상은 포도당 [18] 확인하는 것을 센서로 봉사하다 는 사실입니다.

시뮬레이트한 nanorobot 원형 모델은 무료한 금속 산화물 반도체 (CMOS) nanobioelectronics를 끼워넣었습니다. 그것은 그것이 바디 안쪽에 자유롭게 작동하는 것을 허용하는 ~2 micronmeter의 규모를 특색짓습니다. nanorobot는 면역 반응을 위해 보이지 않거나 눈에 보인다는 것을, 혈액 스트림에 있는 포도당 수준 검출을 위한 아무 방해도 없습니다. 바디 안쪽에 면역 계통 반응으로 조차, nanorobot는 hSGLT3 단백질 glucosensor 활동 [20]의 변조를 관련시키는 nanorobot 용도에 의하여 끼워넣어진 chemosensor를 감시하는 포도당을 위한 백혈구 만기가 된 biocompatibility [19]에 의해 공격되지 않습니다.

그것의 내장된 화학 센서를 통해서, nanorobot는 임상으로 된 어떤 약물든지와 같이 이렇게 효과적으로 참을성 있는 것 인슐린을 주사하거나 더 이상의 행동을 취할 필요가 있는지 결정할 수 있습니다. NCD 시뮬레이터 워크스페이스의 심상은 격자 짜임새, 적혈구 및 nanorobots를 가진 작은 정맥 혈관의 안쪽 (RBCs) 전망을 보여줍니다. 그(것)들은 포도당 수준을 검출하는 혈류량으로 RBCs로 흘러 관통합니다. 전형적인 포도당 농도에, nanorobots는 포도당 수준을 약 130 mg/dl 혈액 포도당 수준을 위한 표적으로 구역 수색해 두는 것을 시도합니다 (BGLs). 30mg/dl의 변이는 진지변환 범위로 이것이 의학 처방전에 기지를 두었더라도 바뀔 수 있더라도, 채택되었습니다. 의학 nanorobot 아키텍쳐에서는, 중요한 측정한 데이터는 환자가 전송한 이동 전화로 RF 신호를 통해서 그 때 자동적으로 옮겨질 수 있습니다. 포도당이 심각한 수준을 달성하는 경우에 언제든, nanorobot는 이동 전화 [21]를 통해서 경보를 방출합니다.

Nanorobots를 사용하는 통제 포도당 수준

시뮬레이션에서는, nanorobot는 지정된 점심 시간에 근거를 둔 신호를 방출하고, 시간의 요구된 간격에 있는 포도당 수준을 측정하기 위하여 또한 프로그램됩니다. nanorobot는 센서를 작동하고 예상한 조반 시간의 앞에 BGLs를, 아침 일찍 정규로 측정하기 위하여 프로그램될 수 있습니다. 수준은 매 2 시간 계획된 점심 시간 후에 다시 측정됩니다. 동일 절차는 동안 시간 그밖 식사 하루종일로 프로그램될 수 있습니다. 혈액에 의하여 품어진 nanorobots의 다양성은 바디를 통하여 단 하나 사이트에 또한 많은 다른 위치에서 다만 동시에 감시하는 포도당을 허용해, 혈청 포도당 농도의 전신 지도를 조립하는 것을 따라서 의사가 허용하.

많은 위치에서 시계열 데이터의 검사는 특정 기관, 조직, 모세관 침대 및 특정 배를 통과하고 있는 혈액에 있는 포도당 농도의 변경의 비율의 정확한 측정을 허용합니다. 이것에는 어느 조직이 당뇨병 관련된 피해를 입을 수 있는, 그리고 어느 정도까지지 결정에서 지원할 수 있는 변칙 포도당 통풍관 비율 검출에 있는 진단 공용품이 있을 것입니다. 그 외는 내장된 센서 조직 회지의 참을성 있는 혈압 초기 표시, 또는 일찌기 단계 암과 연관될지도 모른 현지 물질 대사에 있는 변경과 같은 진단으로 관련된 관측을 측정하고 보고할 수 있습니다. 각종 참을성 있는 활동 레벨 (예를들면, 휴식, 운동, 식후, 등등) 도중 집합된 전신 시계열 데이터에는 질병의 과정 그리고 넓이 평가에 있는 추가 진단 가치가 있을 수 있었습니다.

이 중요한 데이터는 닥터와 전문가가 참을성 있는 약물 및 매일 규정식을 감독하고 향상할 것을 도울 수 있습니다. nanorobots를 사용하여 이 프로세스는 정보 수집과 환자 감시를 위한 자동 방식을 가능한 만들기를 위해 더 편리하고 안전할지도 모릅니다. 그것은 또한 매일 작은 커트 만기가 된 데이터의 혈액 샘플, 가능하게 손실을 집합하기 위하여 감염을 결국 피할 수 있고, 몇몇의의 그들의 포도당 표본 추출 하를 잊기 위하여 바쁜 주에 있는 환자를 피합니다 조차. nanobioelectronics에 이 신 개발은 시스템 장치와 당뇨병 [22]를 가진 환자를 위한 포도당 수준의 더 나은 통제를 달성하기 위하여 휴대 전화를 통합하는 방법을 보여줍니다.

Respirocyte - 인공적인 산소 운반대 Nanorobot

인공적인 기계적인 적혈구는 혈액 스트림 [23]에서, "Respirocyte" 가상 nanorobot, 뜹니다 따라입니다. 이 원자는 둥근 쉘 안쪽에 다공성 살창 구조에 있는 다이아몬드로 배열된 주로 탄소 원자입니다. Respirocyte는 필수적으로 산소 (o)와 이산화탄소 (지휘관) 분자의 충분히2 양수될 수 있는 작은2 압력 탱크입니다. 나중에, 이 가스는 작은 탱크에서 통제된 방식으로 풀어 놓일 수 있습니다. 가스는 대략 1000의 대기권까지 압력으로 저장한 내장됩니다. Respirocyte는 사파이어, 다이아몬드 [24]와 유사한 화학과 기계적 성질을 가진 내염성 물자의 장치를 다르게 내부에 구성해서 완전하게 불연성이라고 만들어질 수 있습니다.

또한 각 장치의 외부에 가스 농도 센서가 있습니다. nanorobot가 폐 모세관을 통과할 때, O2 부분 압력은 높 지휘관2 부분 압력은 낮습니다, 그래서 내장 컴퓨터는 분류 회전자를 탱크를 산소로 적재하고 CO.를 내버리도록 말합니다.2 장치가 나중에 산소 공복 말초 조직에서 찾아낼 때, 센서 독서는 반전합니다. 다시 말하면 지휘관2 부분 압력은 상대적으로 낮게 상대적으로 높은 및2 O 부분 압력입니다, 그래서 내장 컴퓨터는 분류 O를 풀어 놓고 CO.Respirocytes2 모방자를 흡수하기 위하여 회전자를2 자연적인 헤모글로빈 채워진 적혈구의 활동 명령합니다. 그러나 Respirocyte는 236 자연적인 적혈구 보다는 단위 부피 당 시간 추가 산소를 투발할 수 있습니다.

이 nanorobot는 생물학 보다는 훨씬 더 능률적, 주로 때문에 그것의 diamondoid 건축 허가 매우 더 높은 운영 압력입니다. 따라서 혈류량으로 50% Respirocyte 수성3 현탁액의 5 cm 복용량의 주입은 정확하게 환자의 혈액의 전체2 5,400 cm2 의 전체 O 그리고 지휘관 수용력을3 대체할 수 있습니다. Respirocyte에는 환자의 바디 [25 안쪽에 아직도 인 동안 그들의 행동을 변경하는 Respirocyte 커맨드를 주기 위하여 전송기 장치 초음파 같이 사용할 닥터에게서 청각 신호를 수신하는 압력 센서가, 27 있을 것입니다].

인공적인 식세포 - Microbivores Nanorobots

그의 1 차 기능이 "다이제스트와 출력" 프로토콜을 사용하여 인간적인 혈류량에서, 찾아낸 미생물학 병원체를 파괴하기 위한 것인 microbivore는 기술되었습니다. ` ` microbivores에게 " 불린 Nanorobotic 인공적인 가설적인 식세포는 박테리아, 바이러스, 또는 균류를 포함하여 쓸모 없는 병원체를 찾아내고 소화하는 혈류량을 경비할 수 있었습니다. 정맥으로 줄 경우 Microbivores (I.V)는 시간 더 적은에 있는 가장 가혹한 septicemic 감염 조차의 완전한 정리를 달성할 것입니다. 이것은 항생제 지원한 자연적인 식세포 방어를 위해 필요로 한 주 또는 달 보다는 멀리 더 낫습니다. nanorobots는 병원체가 nanorobot [26, 27, 28]에서 생물학으로 비활동성 유출물인 무해한 간단한 설탕, monoresidue 아미노산, mononucleotides, 자유로운 지방산 및 글리세롤로 완전하게 소화되기 때문에 sepsis 또는 부패시키는 충격을 의 위험이 증가하지 않습니다.

Chromallocyte: 가설적인 자동차

다른 nanorobot는, Chromallocyte 이렇게 나이 들기 방지하는 우리의 유전자에 유전자 질환 그리고 그밖 누적한 손상의 효력을 반전하는 개별적인 세포에 있는 전체 염색체를 대체할 것입니다. Chromallocyte는입니다 1개의 표적 세포 및 결말의 핵에 있는 일혈 할 수 있는, 가설적인 이동할 수 있는 세포 수선 nanorobot histonatation, cytopenetration 및 세포 수선 임무를 완료하는 바디에서 장치의 혈류량 그리고 연속적인 적출에 반환으로 완전한 chromatin 보충에 선행된 표적으로 한 조직 기관의 모세관 침대로 한정된 관 지상 여행 도." 세포 안쪽에, 수선 기계는 세포의 내용 및 활동을 검토해서 첫째로 상황을 위로 치수를 재고, 그 후에 행동을 취합니다. 분자 에 의하여 분자와 구조물 에 의하여 구조물에 따라서 일해서, 기계를 것입니다 전체적인 세포를 고칠 수 있을 것입니다 고치십시오. , 그(것)들은 (필요가 있는 더 큰 장치에 의해 원조해 세포 에 의하여 세포와 조직 에 의하여 조직에 따라서 일해서,) 전체적인 기관을 고칠 수 있을 것입니다. 기관에 의하여 사람 기관을 통해서 일해서, 그(것)들은 건강을 복구할 것입니다. 분자 기계가 분자와 세포를 처음부터 건설할기 수 있을 것이기 때문에, 완전한 비활동의 점에 손상을 입힌 세포 조차 고칠 수 있을 것입니다. [29, 30, 31]

Nanorobots의 추가 응용

Nanorobots는, 고치기 위하여 호흡이 없을 경우에 조직 산소화를 유지하기 위하여 이용될 수 있고 심장병과 치기 손상을 삭제하는 인간적인 관 나무를 회복하기 위하여, 외상성 상해 후에 개별적인 세포에 복잡한 nanosurgery, 및 즉시 철저한 출혈을 능력을 발휘하십시오. 인체에 있는 감시 영양이 되는 사격량은 약에 있는 nanorobots의 가능한 응용입니다. 흥미로운 nanorobot 이용의 하나는 또한 수선에 의하여 손상된 조직 [39]에게 혈관을 맡기기에서 선동적인 세포 (또는 백혈구를) 지원하기 위한 것입니다.

Nanorobots는 신장 결석 [32] 찾고 끊기 위하여 또한 이용될지도 모릅니다. Nanorobots는 또한 손상된 기관 [40]를 위한 보조 장치로 인체에 있는 특정 화학 반응을 가공하기 위하여 이용될 수 있었습니다. Nanorobots는 nanosensors로 반대로 HIV 약 갖췄습니다 [38] 투발하기 위하여 발전될 수 있었습니다. 의학 nanorobots의 또 다른 중요한 기능은 관상동맥에서 stenosed 혈관을, 특히 찾아내는 기능 이고, 그(것)들을 기계적으로, 화학적으로, 또는 약리학적으로 취급합니다 [33].

피부병을 치료하기 위하여는, nanorobots를 포함하는 크림은 이용될 수 있습니다. 그것은 죽은 피부 적당한 양을 제거할 수 있고, 초과 석유를 제거하고, 없는 기름을 추가하고, 자연적인 습기를 공급 화합물 적당한 양을 적용하고, 숨구멍으로 밖으로 실제로 아래로 도달하고 그(것)들을 정리해서 "깊은 숨구멍 청소"의 알기 어려운 목표를 달성합니다 조차. 크림은, 껍질 떨어져 편익 지능적인 물자매끄럽 에를가진일 수 있었습니다.

지능적인 nanomachines의 양치질 약은 충분히 건강한 생태계에서 번영하는 것을 입의 무해한 식물상이 허용하고 있는 동안 병원성 박테리아를 확인하고 파괴할 수 있었습니다. 추가로, 장치는 음식, 패, 또는 달단사람의 입자를 확인하고, 멀리 헹궈질 이에서 듭니다. 과 대략 수영할 수 있을 것입니다 액체에서 중단되어서, 장치는 floss의 칫솔 강모 섬유의 범위 저쪽에 표면을 도달할 수 있을 것입니다. 짧 일생 의학 nanodevices로, 그(것)들은 음식에서 찾아낸 종류의 물자로 붕괴되기 전에 바디에 있는서만 몇 분을 지속하기 위하여 건축될 수 있었습니다.

의학 nanodevices는 쓸모 없는 박테리아 및 바이러스를 찾아내고 무능하게 해서 면역 계통을 증강할 수 있었습니다. 침략자가 확인될 때, 그것은 찔릴 수 있어, 시켜서 그것의 내용은 밖으로 유출하고 그것의 효과를 끝내. 내용이 위험하기 위하여 그 자체로 알려진 경우에, 면역성이 있는 기계는 충분히 오래 그것을 더 완전하게 철거하기 위하여 그것을 에게 매달릴 수 있었습니다. 혈류량에서 작동되는 장치는 영향 받은 혈관 [34] 넓히는 arteriosclerotic 예금에 멀리 입질할 수 있었습니다. 장치를 떼짓는 세포는 건강에 적당한 세포 및 지원 구조가 적당한 장소에 있다는 것을 확인해서 동맥 벽과 동맥 안대기를, 복구할 수 있었습니다. 이것은 대부분의 심장 발작 [35] 방지할 것입니다.

Nanorobots는 정밀도 처리에서 사용될 수 있고 세포는 염색체 보충 치료를 통해 능력을 발휘 nanosurgery 그리고 hypoxemia와 호흡 병을 위한 처리, 치과 [36], bacteremic 감염, 물리적인 외상, 유전자 치료 및 생물학 노후화 조차에서 납품을, 표적으로 했습니다. nanorobots의 함대가 손상한 면역 계통을 가진 환자에 있는 항체 또는 항바이러스 에이전트로 봉사할지도 모르다는 것을 전통적인 측정에 반응하지 않는 질병에서, 또는 건의되었습니다.

수많습니다 손상한 조직의 수선, 패에 의해 영향을 받은 동맥의 비블록화, 및 아마 완전한 보충 바디 기관의 건축을 포함하여 그밖 잠재적인 의학 응용, 있습니다. Nanoscale 시스템은 또한 진지변환이 더 작기 때문에 그들의 더 큰 카운터파트 보다는 매우 더 단단 작동할 수 있습니다; 이것은 주어진 속도 [37]로 더 적은 시간에서 생기는 것을 기계 및 전기 사건 허용합니다.

결론

돕는 일지모른는지 어느 것이 생물 의학 문제지를 위해 nanorobots 가장 효과적이게 구성하고 채택하기에서 새로운 제조 기술에 있는 실제적인 발달이 혁신적인 일을 가능하게 하고 있는 방법 나노 과학 보이는 암과 당뇨병을 가진 환자를 위한 진단과 처리 공구. Nanorobots는 노후화 프로세스 반전에 질병 근절에서 약 파악에 풍부한 약속을 적용했습니다 (뼈 질량의 주름, 손실 및 연령과 관련된 조건은 전부 셀 방식 수준에 치료할 수 있습니다); nanorobots는 또한 산업 응용을 위한 후보자입니다. 분자 나노 과학의 출현은 다시 동시에 중요하게 그들의 리스크, 비용 및 invasiveness를 감소시키고 있는 동안 미래 치료의 효과, 안락 및 속도를 거대하게 확장할 것입니다.

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Vadali Shanthi

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

Last Update: 13. June 2013 18:03

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