OARS - Open Access Rewards System
DOI : 10.2240/azojono0119

Перспективности для Медицинских Роботов

Vadali Shanthi и Sravani Musunuri

Pty Ltd. AZoM.com Авторского Права

Это статья Системы Вознаграждениями Открытого Доступа AZo (AZo-ВЕСЕЛ) распределенная в соответствии с AZo-ВЕСЕЛ http://www.azonano.com/oars.asp

Представлено: 5-ое сентября 2007

Вывешено: 13-ое ноября 2007

Покрытые Темы

Конспект

Введение

Что Nanorobots

Элементы Nanorobots

Составы и Конструкция Nanorobots

Подходы для Конструкции Nanorobots

Опознавание Места Цели Nanorobots

Стратегии Используемые Nanorobots для Уклоняться Иммунная Система

Nanorobots в Обнаружении и Обработке Карциномы

Практически Пример Подхода К Nanorobots для Обнаружения и Обработки Карциномы

Nanorobots в Диагнозе и Обработке Мочеизнурения

Контролируя Уровень Глюкозы используя Nanorobots

Respirocyte - Искусственная Несущая Nanorobot Кислорода

Искусственние Фагоциты - Microbivores Nanorobots

Chromallocyte: Постулативный Передвижной Клетк-Ремонт Nanorobot

Более Дополнительные Применения Nanorobots

Заключение

Справки

Детали Контакта

Нанотехнология завораживающая наука для много научных работников по мере того как она предлагает им много возможностей. Одна такая возможность Nanorobots, которое как только мысль быть фантазией приходила в реальность теперь. Предложенное применение nanorobots может заколебаться от общего холода к страшный заболеванию как рак. Некоторые такие примеры могут быть Pharmacyte, Respirocyte, Microbivores, Chromallocyte и еще многие. Изучение nanorobots имеет вести к полю Nanomedicine. Nanomedicine предлагает перспективность мощных новых инструментов для обработки людских заболеваний и улучшения людских биологических систем.

Введение

Присутствующая эра Нанотехнологии достигала к этапу где научные работники могл развить programmable и внешне controllable сложные машины которые построены на молекулярном уровне который может работать внутри тела пациента. Нанотехнология позволит инженеры построить изощренные nanorobots которые могут проводить человеческое тело, транспортировать важные молекулы, манипулировать микроскопические предметы и связать с врачами через миниатюрных датчиков, моторов, манипуляторов, генераторов энергии и компьютеров молекулярн-маштаба. Идея построить nanorobot приходит от nanodevices факта того тела естественные; neutrophiles, лимфоциты и белые клетки крови постоянн рыщут о теле, ремонтирующ поврежденные ткани, атакующ и ело вторгаясь микроорганизмы, и широкие поднимающие вверх инородные частицы для различных органов для того чтобы сломать вниз или выделять.

Что Nanorobots

Nanorobotics вытекает как требовательное поле общаясь с маленький вещами на молекулярном уровне. Nanorobots наиболее существенные nanoelectromechanical системы конструированные для того чтобы выполнить специфическую задачу с точностью на размерах nanoscale. Свое преимущество над обычной медициной лежит на своем размере. Размер Частицы имеет влияние на продолжительности жизни сыворотки и картине низложения. Это позволяет снадобьям nanosize быть использованным в более низкой концентрации и имеет более предыдущий натиск терапевтического действия. Оно также обеспечивает материалы для контролируемой поставки снадобья путем сразу несущие к специфическому положению [1]. Типичное медицинское nanodevice вероятно будет роботом микрон-маштаба собранным от частей nanoscale. Эти nanorobots могут работать совместно в ответ на стимулы окружающей среды и запрограммированные принципы для того чтобы дать маштаба макроса [2].

Элементы Nanorobots

Углерод вероятно будет главным образом элементом состоя из большого части медицинского nanorobot, вероятно в форме nanocomposites диаманта или diamondoid/fullerene. Много других светлых элементов как водопод, сера, кислород, азот, фтор, кремний, Etc. будут использованы для специальных целей в шестернях nanoscale и других компонентах [2]. Химическая инерционность диаманта доказана несколькими экспириментально изучений. Один такой эксперимент дирижированный на макрофагах мыши перитонеальных выращиванных в питательной среде: на DLC не показал никакой значительно сверхнормальный отпуск дегидрогеназы лактата или N-ацетила-D-GLUCOSAMINIDASe lysosomal энзима бета (энзима известного, что быть выпущенным от макрофагов во время воспаления).

Морфологическее рассмотрение не показало никакое физическое повреждение к или фиброцитам или макрофагам, и людское osteoblast как клетки подтверждая биохимическую индикацию что была никакая токсичность и что никакая воспалительная реакция не была выпытана в vitro. Выглаживатель и безупречное поверхность диаманта, меньшие деятельность при лейкоцита и адсорбция фибриногена. Эксперимент Тянью et al. [41] показал что вафли диаманта CVD имплантированные внутрибрюшинно в мышах в реальном маштабе времени на 1 неделя показали минимальную воспалительную реакцию. Интересно, на грубой «отполировал» поверхность, немного распространения и сплавленные макрофаги присутствовали, показывая что некоторая активация произошла. Внешняя поверхность с гладкостью близко-нанометра приводит к в очень низком bioactivity. Должно к весьма высокой поверхностной энергии запассивированной поверхности диаманта и сильному hydrophobicity поверхности диаманта, экстерьер диаманта почти вполне химически инертн.

Составы и Конструкция Nanorobots

Nanorobots будет обладать полным panoply автономных подсистем конструкция которых выведена от биологических моделей. Drexler очевидно было первым, котор будет указывать вне, в 1981, что сложные приборы походят биологические модели в их структурных компонентах [42]. Различные компоненты в конструкции nanorobot могут включить бортовые датчики, моторы, манипуляторов, электропитания, и молекулярные компьютеры. Возможно самый знаменитый биологический пример такого молекулярного машинного оборудования рибосома единственный свободно programmable сборщик nanoscale уже в существовании. Механизм которым протеин связывает к специфическому месту приемного устройства мог быть скопирован для того чтобы построить молекулярную робототехническую рукоятку.

Рукоятка манипулятора может также управляться детальной последовательностью сигналов управления, как раз по мере того как рибосоме нужно mRNA направить свои действия. Эти сигналы управления поданы внешними акустическими, электрическими, или химическими сигналами которые получены рукояткой робота через бортовой датчик используя простое «зодчество передачи» [43, 44, и 45] метод который можно также использовать для того чтобы импортировать силу. биологическая клетка может быть сосчитана как пример зодчества передачи в котором ядро клетки посылает сигналы в форме mRNA к рибосомам для того чтобы изготовить клетчатые протеины.

Сборщики молекулярные системы машины которые смогли быть описаны как системы способные выполнять молекулярное изготавливание на атомном маштабе [46] которых требуют сигналов управления поданных бортовым nanocomputer Это programmable nanocomputer должно мочь признавать, котор хранят инструкции которые последовательно исполнены для того чтобы сразу рукоятка манипулятора для того чтобы установить правильные moiety или nanopart в пожеланных положении и ориентации, таким образом дающ точное управление над временем и положениями химических реакций или деятельностей агрегата [47].

Подходы для Конструкции Nanorobots

2 главным образом подхода к строить на маштабе нанометра: позиционноцикловые агрегат и собственн-агрегат. В позиционноцикловом агрегате, исследователи используют некоторые приборы как рукоятка миниатюрного робота или микроскопического комплекта для того чтобы выбрать вверх молекулы по-одному и собрать их вручную. В контрасте, собственн-агрегат очень более менее трудоёмок, потому что оно принимает преимущество естественной тенденции некоторых молекул изыскивать одно другое вне. С собственн-собирая компонентами, все которое исследователи должны сделать положенные миллиардыы их в beaker и препятствовало их естественным сродствам соединяет их автоматически в пожеланные конфигурации. Делать сложные nanorobotic системы требует технологий производства которые могут построить молекулярную структуру через вычислительные модели mechanosynthesis диаманта (DMS) [3, 4]. DMS контролируемое добавление атомов углерода к поверхности роста решетки диаманта кристаллической в окружающей среде вакуум-изготавливания. Ковалентные химическые соединения сформированы по-одному как резыльтат позиционноциклово ограниченных механически усилий прикладных на подсказке прибора микроскопа зонда скеннирования, следовать запрограммированной последовательностью.

Опознавание Места Цели Nanorobots

Различные типы молекулы выдающийся серией chemotactic датчиков связующие сайты которых имеют различное сродство для каждого вида молекулы. [6] Система управления должна обеспечить соответствующее представление. Ее можно продемонстрировать с решительно количеством nanorobots отвечая как можно быстрее для специфической сценария основанного задачей. В месте для работы 3D цель имеет поверхностные химикаты позволяющ nanorobots обнаружить и узнать ее [6, 7, и 8]. Изготовлять более лучшие датчики и приводы с размерами nanoscale делает их найти источник отпуска химиката. Имитатор Конструкции Управлением (NCD) Nanorobot был развит, который ПО для nanorobots в окружающих средах с жидкостями преобладанными Броуновским движением и вязкостными вернее чем инерциальные усилия.

Во-первых, как пункт сравнения, научные работники использовали Броуновские движения nanorobots' малые для того чтобы найти цель случайным поиском. В втором методе, монитор nanorobots для химического обогащения значительно над уровнем предпосылки. После обнаруживать сигнал, nanorobot оценивает градиент концентрации и приблиубежит к более высокая концентрация до тех пор пока оно не будет достигать цель. В третьем подходе, nanorobots на цели выпускают другой химикат, который другие используют как дополнительный направляя сигнал к цели. С этой концентрацией сигнала, только nanorobots проходя внутри немного микронов цели правоподобны для того чтобы обнаружить сигнал.

Таким Образом, мы можем улучшить реакцию путем иметь nanorobots поддерживаем положения около стены сосуда вместо плавать в течении подачи тома в сосуде от контролировать концентрацию сигнала от других; nanorobot может оценить число nanorobots на цели. Так, nanorobot использует эту информацию для того чтобы определить когда достаточные nanorobots на цели, таким образом прекращающ вс дополнительные «attractant» сигнал nanorobot может выпускать. Найдено что nanorobots останавливают привлечь другие раз достаточные nanorobots отвечали. Количество учтено достаточно когда зона мишеней плотно предусматривана nanorobots. Таким Образом эти малюсенькие машины работают на месте цели точно и точно в тот объем только к чточто он конструирован для того чтобы сделать [9].

Стратегии Используемые Nanorobots для Уклоняться Иммунная Система

Каждое медицинское nanorobot помещенное внутри человеческого тела столкнется фагоцитные клетки много времен во время своего полета. Таким Образом все Nanorobots, которые размера способного заглатывания фагоцитными клетками, должно включать физические механизмы и рабочие протоколы для во избежание и избегать от фагоцитов. Начальная стратегия для медицинских nanorobots первое для того чтобы во избежание фагоцитные контакт или опознавание. Во избежание быть атакованным иммунной системой хозяина, самый лучший выбор иметь внешнее покрытие пассивного диаманта. Выглаживатель и безупречное покрытие, меньшие реакция от иммунной системы тела. И если это не сумеет после этого во избежание, то оно связывает к поверхности фагоцита то водит к фагоцитной активации. Если поглощено, медицинское nanorobot может навести exocytosis phagosomal вакуоли в которой оно временно проживано или заблокировать и phagolysosomal сплавливание и phagosome метаболизм.

В редких обстоятельствах, может быть необходимо убить фагоцит или blockade всю фагоцитную систему. Сразу подход для a полно - функциональное медицинское nanorobot использовать свои механизмы motility к locomote из, или далеко от, фагоцитной клетки которая пытает engulf она. Это может включить обратное cytopenetration, которое необходимо сделать с опаской (например, быстрый выход nonenveloped вирусов от клеток может быть цитотоксическ). Возможно что разочарованный фагоцитоз может навести локализованную возмездную granulomatous реакцию. Медицинские nanorobots поэтому могут также использовать простые но активные оборонительные стратегии для того чтобы упредить образование granuloma. Метаболизировать местную глюкозу и кислород для энергии может сделать приводить в действие nanorobots. В клинической окружающей среде, другой вариант был бы внешне поставленная акустическая энергия. Когда задача nanorobots завершена, они могут быть восстановлены путем позволять им сами к exfuse через обычные людские экскреторные каналы или могут также извлечься активными системами выносителя [10, 11].

Nanorobots в Обнаружении и Обработке Карциномы

Развитие nanorobots может обеспечить замечательные выдвижения для диагноза и обработки рака. Nanorobots смогло быть очень полезными и надеющийся для терапии пациентов, в виду того что настоящие обработки как лучевая терапия и химиотерапия часто кончают вверх разрушать более здоровые клетки чем раковидные одни. От этой точки зрения, оно предусматривает non-подавленную терапию для онкологических больных. Nanorobots будет различить между различными типами клетки которое злокачественные и нормальными клетками путем проверять их поверхностные антигены (они различны для каждого типа клетки). Это совершено при помощи chemotactic датчиков пользованных ключом к специфическим антигенам на клетках цели. Другой подход использует новаторскую методологию для того чтобы достигнуть децентрализованного управления для распределенного коллективного действия в бое рака. Используя химические датчики их можно запрограммировать для того чтобы обнаружить различные уровни E-cadherin и бета-catenin в основных и metastatic участках. Медицинские nanorobots после этого разрушат эти клетки, и только эти клетки. Следующие методы управления были рассмотрены:

·         Случайно: nanorobots двигая пассивно при жидкость достигая цель только если они bump в ее должную к Броуновскому движению.

·         Следовать градиентом: интенсивность концентрации монитора nanorobots для E-cadherin не будет сигнализировать, обнаруживано, измерение и будет следовать градиентом до достижения цели. Если предварительный подчет градиента последующий к обнаружению сигнала не находит никакой дополнительный сигнал in50ms, то nanorobot рассматривает сигнал быть ложным позитвом и продолжает пропустить с жидкостью.

·         Следовать градиентом с attractant: как выше, только nanorobots приезжая на цель, они выпускают в добавлении различный химический сигнал использовал другими для того чтобы улучшить их способность найти цель. Таким Образом, более высокий градиент интенсивности сигнала E-cadherin использован как химическое идентификация параметра в направляя nanorobots для того чтобы определить злокачественные ткани. Интегрированные nanosensors можно использовать для такой задачи для того чтобы найти интенсивность сигналов E-cadherin. Таким Образом их можно использовать эффектно для обрабатывать рак [9].

Практически Пример Подхода К Nanorobots для Обнаружения и Обработки Карциномы

Pharmacyte собственн-приведено в действие, компьютеры - контролируемая медицинская система nanorobot способная цифрово точного перехода, времена, и пристреливать-поставки фармацевтических агентов к специфическим клетчатым и внутриклеточным назначениям внутри человеческое тело. Избежание Pharmacytes фагоцитный процесс по мере того как они embolize малые кровеносные сосуды потому что минимальный жизнеспособный людской капилляр который позволяет проходу неповрежденных эритроцит и белых клеток micronmeter 3-4 в диаметре, который большле чем самое большое предложенное Pharmacyte.

Pharmacytes будет иметь много применений в nanomedicine как инициализация apoptosis в раковых клетках и непосредственном регулировании процессов signaling клетки. Pharmacytes смогло также маркировать клетки цели с биохимической естественной дефенсивой или системы продувкой, стратегия вызвали «фагоцитный flagging» [12]. Например, романные молекулы опознавания выражены на поверхности apoptotic клеток. В случае лимфоцитов T, одна такая молекула фосфатидилсерин, липид который нормально ограничен к внутренней стороне мембраны плазмы [1m] но, после индукции apoptosis, появляется на снаружи [13].

Клетки нося эту молекулу на их поверхности могут после этого и извлечься фагоцитными клетками. Осеменять наружную стену клетки цели с фосфатидилсерином или другими молекулами с подобным действием смогл активировать фагоцитное поведение макрофагами, которые по ошибке определили клетку цель как apoptotic вещества способные вызывать реакцию телом [14] Pharmacytes было бы способно носить до приблизительно 1cubicmeter фармацевтической баков хранят полезной нагрузкой, котор внутри бортовых которые механически offloaded используя молекулярные сортируя насосы управляемые под контролем бортового компьютера [15,16].

В зависимости от требований к полета, полезная нагрузка можно discharged в ближайшее внеклеточное жидкое или поставить сразу в cytosol используя механизм инжектора transmembrane. Если нужно для определенного применения, deployable механически ресничи и другие локомотивные системы можно добавить, что к Pharmacyte позволили transvascular и transcellular удобоподвижность, таким образом позволяющ поставке фармацевтических молекул к специфическое клетчатому и даже внутриклеточных адресов с незначительной ошибкой. Pharmacytes, раз устощаемое их полезных нагрузок или завершаемое их полет, было бы взято от пациента обычными экскреторными тропа. [17] Nanorobots могли после этого быть перезаряжены, перепрограммированы и рециркулированы для пользы в втором пациенте который может различный фармацевтический агент пристрелнный к различным тканям или клеткам чем в первом пациенте [27, 28].

Nanorobots в Диагнозе и Обработке Мочеизнурения

Глюкоза снесенная через кровеносное русло важна для поддержания людского метаболизма работая healthfully, и свой правильный уровень ключевой вопрос в диагнозе и обработке мочеизнурения. Внутреннеприсуще отнесено к молекулам глюкозы, протеин hSGLT3 имеет важное влияние в поддержании правильных желудочно-кишечных холинергического деятельностей при нерва и функции скелетной мышцы, регулируя внеклеточную концентрацию глюкозы [18]. Молекула hSGLT3 может служить определить уровни глюкозы для пациентов мочеизнурения. Самый интересный аспект этого протеина факт что он служит как датчик определить глюкозу [18].

Сымитированная модель прототипа nanorobot врезала nanobioelectronics полупроводника Комплементарной Окиси Металла (CMOS). Она отличает размером micronmeter ~2, которое позволяет его работать свободно внутри тела. Ли nanorobot незримо или видимо для иммунных реакций, оно не имеет никакое взаимодействие для обнаруживать уровни глюкозы в кровеносном русле. Даже с реакцией иммунной системы внутри тела, nanorobot не атаковано biocompatibility белых клеток крови должным [19] Для глюкозы контролируя chemosensor nanorobot врезанное пользами которое включает модуляцию деятельности при glucosensor протеина hSGLT3 [20].

Через свой бортовой химический датчик, nanorobot может таким образом эффектно определить если терпеливейшему нужно впрыснуть инсулин или принять любое более добавочное действие, то как любое клинически предписанное лекарство. Изображение места для работы имитатора NCD показывает внутренний взгляд кровеносного сосуда venule с текстурой, клетками крови и (RBCs) nanorobots решетки. Они пропускают с RBCs через кровоток обнаруживая уровни глюкозы. На типичной концентрации глюкозы, nanorobots пробуют держать уровни глюкозы заколебаться вокруг 130 mg/dl как цель для Уровней Глюкозы Крови (BGLs). Изменение 30mg/dl было принято как ряд смещения, хотя это можно изменить основало на медицинских рецептах. В медицинском зодчестве nanorobot, значительно измеренные данные можно после этого перенести автоматически через сигналы RF к мобильному телефону снесенному пациентом. В любое время, если глюкоза достигает критических уровней, то nanorobot испускает сигнал тревоги через мобильный телефон [21].

Контролируя Уровень Глюкозы используя Nanorobots

В имитации, nanorobot запрограммировано также для того чтобы испустить сигнал основанный на определенных временах обеда, и измерить уровни глюкозы в пожеланных интервалах времени. Nanorobot можно запрограммировать для того чтобы активировать датчики и измерить регулярно BGLs рано утром, перед предпологаемым временем завтрака. Уровни измерены снова через каждые 2 часа после запланированного обеденного времени. Такие же процедуры можно запрограммировать для других ед через времена дня. Разносторонность nanorobots принесенных кровью позволит глюкозе контролируя не как раз на одиночном месте но также в много различных положений одновременно повсеместно в тело, таким образом позволяющ врача собрать карту вс-тела концентрации глюкозы сыворотки.

Рассмотрение данных по временного ряда от много положений позволяет точному измерению темпа изменения концентрации глюкозы в крови которая проходит через специфические органы, ткани, кровати капилляра, и специфические сосуды. Это будет иметь диагностическое общее назначение в обнаруживать аномальные тарифы понимания глюкозы которые могут помочь в определять которые ткани могут вытерпеть мочеизнурени-родственное повреждение, и до какой степени. Другое бортовые датчики может измерить и сообщить диагностически уместные замечания как терпеливейшее кровяное давление, предыдущие знаки гангрены ткани, или изменения в местном метаболизме который мог быть связан с раком ранней стадии. данные по временного ряда Вс-Тела собранные во время различных терпеливейших уровней активности (например, отдыхать, работать, postprandial, Etc.) смогли иметь дополнительное диагностическое значение в определять курс и размер заболевания.

Эти важные данные могут помочь докторам и специалистам наблюдать и улучшить терпеливейшее лекарство и ежедневное диетпитание. Этот процесс используя nanorobots может быть более удобн и безопасен для делать возможный автоматическую систему для контроля сбора данных и пациента. Он может также во избежание окончательно инфекции должные ежедневные малые отрезки для того чтобы собрать пробы крови, по возможности потерю данных, и даже во избежание пациенты в многодельной неделе для того чтобы забыть делать некоторый из их забора глюкозы. Эти Новейшие разработки на nanobioelectronics показывают как интегрировать приборы и мобильные телефоны системы для того чтобы достигнуть более лучшего управления уровней глюкозы для пациентов с мочеизнурением [22].

Respirocyte - Искусственная Несущая Nanorobot Кислорода

Искусственная механически красная клетка, «Respirocyte» мнимое nanorobot, плавает вперед в кровеносное русло [23]. Эти атомы главным образом атомы углерода аранжированные как диамант в пористой решетчатой структуре внутри сферически раковины. Respirocyte существенно малюсенький бак давления который можно нагнести вполне молекул кислорода (2O) и углекислого газа (2CO). Более Поздно дальше, эти газы можно выпустить от малюсенького бака в контролируемом образе. Газы, котор хранят бортовые на давлениях до около 1000 атмосфер. Respirocyte может быть представлено вполне nonflammable путем строить прибор внутренне сапфира, пламестойкого материала с химическими и механически свойствами в противном случае подобными к диаманту [24].

Также датчики концентрации газа на снаружи каждого прибора. Когда nanorobot проходит через капилляры легкего, парциальное давление2 O высоко и парциальное давление2 CO низко, поэтому бортовой компьютер говорит, что сортируя роторы нагружают баки с кислородом и сбрасывают CO.2 Когда прибор более поздно находит в кислород-проголоданных периферийных тканях, чтения датчика обращены. То есть, парциальное давление2 CO парциальное давление относительно высоких и2 O относительно низко, поэтому бортовой компьютер управляет сортируя роторами для того чтобы выпустить O2 и поглотить mimic2 CO.Respirocytes действие естественных гемоглобин-заполненных клеток крови. Но Respirocyte может поставить 236 времен больше кислорода в объем блока чем естественная красная клетка.

Это nanorobot далеко эффективне чем биология, главным образом потому что свои строительные лицензии diamondoid гораздо высокее рабочее давение. Так впрыска дозы 53 cm водной суспензии 50% Respirocyte в кровоток может точно заменить всю пропускную способность2 O и2 CO 5.400 cm пациента все3 из крови. Respirocyte будет иметь датчики давления для того чтобы получить акустические сигналы от доктора, который будет использовать ультразвук-как прибор передатчика для того чтобы дать команды Respirocyte доработать их поведение пока они все еще внутри тела пациента [25, 27].

Искусственние Фагоциты - Microbivores Nanorobots

Microbivore было описано, функция которого основная разрушить микробиологические патогены найденные в людском кровотоке, используя «протокол справочника и разрядки». Вызванные фагоциты Nanorobotic искусственние постулативные microbivores ` ` '' смогли патрулировать кровоток, изыскивая вне и усваивая излишние патогены включая бактерии, вирусы, или грибки. Microbivores дано внутривенно (I.V) достигл полного зазора даже самых строгих septicemic инфекций в часах или. Это далеко более лучшее чем недели или месяцы необходимо для антибиотик-помогать естественных фагоцитных оборон. Nanorobots не увеличивают риск сепсис или септического удара потому что усваивают патогены вполне в невредные простые сахары, аминокислоты monoresidue, мононуклеотиды, свободные жирные кислоты и глицерол, которые биологически бездействующие effluents от nanorobot [26, 27, 28].

Chromallocyte: Постулативное Мобил

Другое nanorobot, Chromallocyte заменило бы все хромосомы в индивидуальных клетках таким образом обращая влияния генетического заболевания и другого аккумулированного повреждения к нашим генам, предотвращая стареть. Chromallocyte постулативное передвижное nanorobot клетк-ремонта способное лимитированного васкулярного поверхностного перемещения в кровать капилляра пристрелнных ткани или органа, следовать extravasation, histonatation, cytopenetration, и полной заменой хроматина в ядре одной клетки цели, и законцовки с возвращением к кровотоку и последующему извлечению прибора от тела, завершая полет ремонта клетки.» Внутри клетки, машина ремонта сперва определит размер вверх ситуацию путем рассматривать содержание и деятельность при клетки, и после этого принимает действие. Путем работа вдоль молекул--молекулы и структур--структуры, отремонтируйте машины сможет отремонтировать все клетки. Путем работа вдоль клетк--клетки и ткан--ткани, они (помогать более большими приборами, где потребность) будут отремонтировать все органы. Путем работа через орган персоны органом, они восстановят здоровье. Потому Что молекулярные машины будут построить молекулы и клетки от скреста, они будут отремонтировать даже клетки поврежденные к пункту полной неактивности. [29, 30, 31]

Более Дополнительные Применения Nanorobots

Nanorobots смогло быть использовано для поддержания оксигенации ткани в отсутствии дыхания, отремонтировать и recondition людское васкулярное дерево исключая сердечную болезнь и повреждение хода, выполните сложное nanosurgery на индивидуальных клетках, и немедленно стойкое кровотечение после травматичного ушиба. Концентрация Контроля nutrient в человеческом теле возможное применение nanorobots в медицине. Одно из интересного использования nanorobot также помочь воспалительным клеткам (или белым клеткам) в выходить кровеносные сосуды к тканям поврежденным ремонтом [39].

Nanorobots могло быть использовано также для того чтобы изыскивать и ломать камни почки [32]. Nanorobots смогло также быть использовано для того чтобы обрабатывать специфические химические реакции в человеческом теле как вспомогател приборы для поврежденных органов [40]. Nanorobots оборудовало с nanosensors смогло быть превращено для того чтобы поставить снадобья анти--ВИЧ [38]. Другая важная возможность медицинских nanorobots будет способностью обнаружить местонахождение stenosed кровеносные сосуды, в частности в коронарной циркуляции, и обрабатывает их механически, химически, или фармакологически [33].

Для того чтобы вылечить заболевания кожи, сливк содержа nanorobots может быть использована. Она смогла извлечь правое количество мертвой кожи, извлекает сверхнормальные масла, добавляет пропавшие масла, прикладывает правое количество естественных moisturizing смесей, и даже достигает неуловимой цели «глубокой чистки поры» фактическим достижением вниз в поры и очищать их вне. Сливк смогла быть умным материалом с ровн-на, удобство корки-.

Mouthwash вполне умных nanomachines смог определить и разрушить патогенические бактерии пока позволяющ невредной флоре рта процветать в здоровой экосистеме. Более Потом, приборы определили бы частицы еды, металлической пластинкы, или tartar, и поднимают их от зубов, котор нужно прополоскать прочь. Суспендируемо в жидкостном и способно для того чтобы поплавать около, приборы могли бы достигнуть поверхности за достигаемостью щетинок зубной щетки или волокон зубочистки. Как nanodevices коротк-продолжительности жизни медицинские, они смогли быть построены для того чтобы продолжать только немного минут в теле перед падать врозь в материалы вида найденного в еде.

Медицинские nanodevices смогли увеличить иммунную систему путем находить и отключать излишние бактерии и вирусы. Когда оккупант определен, его можно проколоть, препятствующ свое содержание разливает вне и кончающ свою эффективность. Если было знаны, что было содержание опасным сами по себе, то иммунная машина смогла держать дальше к ей длиной достаточно для того чтобы разобрать ее более вполне. Приборы работая в кровотоке смогли обгрызть прочь на arteriosclerotic залемах, расширяя трогнутые кровеносные сосуды [34]. Клетка табуня приборы смогла восстановить стены артерии и подкладки артерии к здоровью, путем обеспечивать что правые клетки и структуры поддержки в правых местах. Это предотвратило бы большинств сердечные приступы [35].

Nanorobots смогло быть использовано в обработке точности и клетка пристрелла поставку, в выполняя nanosurgery, и в обработках для hypoxemia и дыхательной болезни, зубоврачевании [36], bacteremic инфекциях, физическом травма, терапии гена через терапию замены хромосомы и даже биологическом вызревании. Было предложено что флот nanorobots мог служить как антитела или противовирусные агенты в пациентах с скомпрометированными иммунными системами, или в заболеваниях которые не отвечают к более обычным измерениям.

Многочисленно другие потенциальные медицинские применения, включая ремонт поврежденной ткани, разблокировать артерий повлиянных на металлическими пластинками, и возможно конструкцию полных органов тела замены. Системы Nanoscale могут также работать очень более быстро чем их более большие двойники потому что смещения более малы; это позволяет механически и электрические случаи произойти в меньше времени на, котор дали скорости [37].

Заключение

Нанотехнология по мере того как инструмент диагностики и обработки для пациентов при показанные рак и мочеизнурение как фактические развития в новых технологиях изготавливания включают новаторские работы что может помочь в строить и использовать nanorobots наиболее эффектно для биомедицинских проблем. Nanorobots прикладное к владению медицины богатство посыл от искоренять заболевание к обращать процесс старения (морщинки, потеря массы косточки и врем-родственные условия все treatable на клетчатом уровне); nanorobots также выбранные для промышленных применений. Пришествие молекулярной нанотехнологии снова расширит преогромно эффективность, комфорт и скорость будущих медицинских лечений пока в тоже время значительно уменьшающ их риск, цену, и invasiveness.

Справки

       Chan V.S.W., Nanomedicine: Неразрешённый нормативный вопрос. Наука сразу.

       R. Freitas, http://www.foresight.org/Nanomedicine

       Drexler K.E., Nanosystems: молекулярное машинное оборудование, изготавливание и вычисление. : Джон Wiley & Сынки; 1992.

       Merkle R.C., Jr. R.A. Freitas, Теоретический анализ инструмента размещения димера углерода carbone для синтеза Nanosci Nanotechnol 2003 mechano диаманта; 3:319e24. Также доступно: От: http://www.rfreitas.com/Nano/JNNDimerTool.pdf.

       Drexler K.E., Nanosystems: Молекулярное Машинное Оборудование, Изготавливание, и Вычисление, Джон Wiley & Сынок, 1992.

       Кертис A.S.G., Dalby M., N. Gadegaard, signaling Клетки возникая от nanotopography: прикосновенности для nanomedical приборов», Журнал Nanomedicine, Будущая Медицина, VOL. 1, Номер 1, pp. 67-72, Июнь 2006.

       R. Wasielewski, A. Rhein, Werner M., Scheumann G.F., H. Dralle, Горшечник E., G. Брабанта, A. Georgii, Immunohistochemical обнаружение Ecadherin в продифференцированных коррелатах карцином тиреоида с клиническим исходом, Онкологическим Исследованием, VOL. 57, Вопрос 12 2501-2507, Американская Ассоциация для Онкологического Исследования, 1997.

       Hazana R.B., Phillipsa G.R., Qiaoa R.F., L. Nortonb, Aaronsona S.A., Экзогенное Выражение N-Cadherin в Клетках Рака Молочной Железы Наводит Переселение, Нашествие, и Метастаз Клетки, Журнал Биологии Клетки, Тома 148, 4, 779-790, Февраль 2000.

       Методы Связи Nanorobot: Всесторонняя Консультация.

   Как Nanorobots Может Во избежание Фагоцитоз Белыми Клетками, Часть I, Робертом A. Freitas Jr., Исследованием Научным Работником, Zyvex CORP.

   Jr. R.A. Freitas, Nanomedicine, Том IIA: Biocompatibility, Биологические науки Landes, и, 2003.

   Freitas, Jr. R.A., Nanomedicine, Том I: Основные Возможности, Биологические науки Landes, (1999); Распределяет (k) 10.4.1.2.

   Fadok V.A., Voelker D.R., Campbell P.A., Cohen J.J., Bratton D.L., Henson P.M., J. Immunol. 148, 2207 (1992).

   A. Grakoui, Bromley S.K., C. Sumen, Визави M.M. Da, Shaw A.S., Ален P.M., Дастин M.L., Наука 285, 221 (1999).

   Freitas, Jr. R.A., Nanomedicine, Том I: Основные Возможности, Биологические науки Landes, (1999); Разделы (a) 3.4.2.

   Drexler K.E., «Nanosystems: Молекулярное Машинное Оборудование, Изготавливание, и Вычисление,» Джон Wiley & Сынки, (1992).

   Freitas, Jr. R.A., Nanomedicine, Том I: Основные Возможности, Биологические науки Landes, (1999); Разделы (I) 10.3.6.

   Wright, E.M., Sampedro, A.D., Hirayama, B.A., Koepsell, H., Gorboulev, V., Osswald, C.: US20050267154 (2005).

   Marchant, R.E., Zhang, T., Qiu, Y., Ruegsegger, M.A.: US6759388 (1999).

   Обзор Проекта Людской Хромосомы 22, Институт Sanger Доверия, http://www.sanger.ac.uk/HGP/Chr22/.

   www.nanorobotdesign.com/papers/communication.pdf.

   A. Cavalcanti, B. Shirinzadeh, Jr. R.A. Freitas, Kretly L.C., Медицинское Зодчество Nanorobot Основанное на Nanobioelectronics.

   РА Младшего Freitas. Исследовательская конструкция в медицинской нанотехнологии: механически искусственная красная клетка. Кровь Клеток Substit Artif Immobil Biotechnol 1998; 26:411e30. Также доступно от: http://www.foresight.org/Nanomedicine/Respirocytes.html.

   Nanosystems: Молекулярное Машинное Оборудование, Изготавливание и Вычисление. K. Эриком pp Drexler (xx + 556., иллюстрации 200+. Джон Wiley & Сынки, Inc.: , Чичестер, и

   Закавычено от Jr. Роберта A. Freitas, «Исследовательская Конструкция в Медицинской Нанотехнологии: Механически Искусственная Красная Клетка,» Искусственние Клетки, Том 26, 1998, pp. 411-430. Эта бумага по-видимому первое детализированное исследование конструкции специфического медицинского nanodevice (общего типа предложенного Drexler в Nanosystems) что опубликовывает. См. более предыдущее описание в: Jr. Роберта A. Freitas, «Respirocytes: Клетки Крови Нанотехнологии Высокой Эффективности Искусственние,» Кассета Нанотехнологии, Том 2, Октябрь 1996, Pp. 1, 8-13.).

   РА Младшего Freitas. Microbivores: искусственние механически фагоциты используя справочник и протокол разрядки. J Evol Technol 2005 Апрель: 14:1e52. Также доступно от: http://jetpress.org/volume14/Microbivores.pdf.R

   Младший R.A. Freitas, Nanomedicine, Том I: Основные Биологические науки Landes Возможностей, 1999 Видят на: http://www.nanomedicine.com/NMI.htm.

   Том II Nanomedicine: Биологические науки Biocompatibility Landes, 2003 Видят на: http://www.nanomedicine.com/NMIIA.htm.

   Wright, E.M., Sampedro, A.D., Hirayama, B.A., Koepsell, H., Gorboulev, V., Osswald, C.: US20050267154 (2005).

   Marchant, R.E., Zhang, T., Qiu, Y., Ruegsegger, M.A.: US6759388 (1999).

   Обзор Проекта Людской Хромосомы 22, Институт Sanger Доверия, и http: //www.sanger.ac.uk/HGP/Chr22/.

   A. Cavalcanti и Jr. R.A. Freitas, «Автономный Multi-Робот Датчик-Основали Сотрудничество для Nanomedicine», Международная Имитация J. Нелинейн Науки Численная.

   Jr. R.A. Freitas, «Nanomedicine, VOL. I: Основные Возможности», Landes Биологические науки, 1999.

   H. Yamamoto, Uemura S., Tomoda Y., Fujimoto S., Hashimoto T., и K. Okuchi, «Transcardiac Градиент Молекул Прилипания Soluble Предсказывают Прогрессирование Заболевания Коронарной Артерии», Международный Журнал Кардиологии, 84 (2-3): 249-257, Август 2002.

   www.ewh.ieee.org/r10/bombay/news3/page4.html.

   Младший R.A. Freitas, Nanodentistry.

   www.wikipedia.org.

   Menezes A.J., Kapoor V.J., Goel V.K., Камерон B.D., Lu J.Y., В Пределах Нанометра вашей Жизни, Кассета Машиностроения, Август 2001, www.memagazine.org/backissues/aug01/features/nmeter/nmeter.

   A. Casal, Hogg T., A. Cavalcanti, Nanorobots как Клетчатые Ассистенты в Воспалительных Реакциях, Вычисление IEEE BCATS Биомедицинское на Симпозиуме 2003, Общество Компьютера IEEE, Стэнфорд CA, Октябрь 2003 Стэнфорда.

   A. Cavalcanti, Автоматизация Агрегата с Постепеновским Nanorobots и Датчик-Основанное Управление прикладное к Nanomedicine, Трудыы IEEE на Нанотехнологии, 2(2), pp. 82-87, June2003, www.nanorobotdesign.com.

   IMM Сообщает 12, Nanomedicine: Диамант Biocompatible С Живущими Клетками? Jr. Роберта A. Freitas, Научный Сотрудник IMM.

   K. Эрика Drexler, Молекулярное Инджиниринг: Подход к Развитию Общих Возможностей для Молекулярной Манипуляции, Академии) Proc.National 78 (Сентябрь 1981): 5275-5278.

   K. Эрика Drexler, Nanosystems: Молекулярное Машинное Оборудование, Изготавливание, и Вычисление, Джон Wiley & Сынки, NY, 1992.

   Merkle R.C., Конструкция-Вперед для Нанотехнологии, в Markus Krummenacker, Джеймс Левис, eds., Перспективности в Нанотехнологии: К Молекулярному Изготавливанию, Джну Wiley & Сынкам, 1995, pp. 23-52.

   Merkle R.C., Собственн-Копирующ системы и низкую цену изготовляя, в M.E. Welland, J.K. Gimzewski, eds., Типичных Пределах Изготовления и Измерении, Kluwer, Dordrecht, 1994, pp. 25-32. См. на: http://nano.xerox.com/nanotech/selfRepNATO.html.

   Cavalcanti, A. Агрегат Автоматизация с Постепеновским Nanorobots и Датчик-Основанное Управление Прикладное к Nanomedicine.

   Bryson J.W., et al., «Конструкция Протеина: Иерархический Подход,» Наука 270(1995): 935-941.

Vadali Shanthi

Коллеж Gokaraju Rangaraju Фармации
Bachupally, дорога Nizampet, Хайдерабад Индия

Телефон: 040102639.

Электронная Почта: shanthistar@care2.com

Sravani Musunuri

Коллеж Gokaraju Rangaraju Фармации
Bachupally, дорога Nizampet, Хайдерабад Индия

Телефон: 9848393667.

Электронная Почта: sravanistar@care2.com

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

Last Update: 13. June 2013 18:23

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit