Den nuvarande eran av nanoteknik har nått till ett stadium där forskare kan utveckla programmerbara och externt kontrollerbara komplexa maskiner som är byggda på molekylär nivå som kan arbeta inne i patientens kropp. Nanoteknik gör det möjligt för ingenjörer att konstruera avancerade nanorobotar som kan navigera i människokroppen, transporter viktiga molekyler, manipulera mikroskopiska föremål och kommunicera med läkare genom miniatyr sensorer, motorer, manipulatorer, generatorer makt och molekylär skala datorer. Idén att bygga en nanorobot kommer från det faktum att kroppens naturliga nanomaskiner, den neutrophiles, lymfocyter och vita blodkroppar ständigt flacka kroppen, reparera skadade vävnader, attackera och äta invaderande mikroorganismer, och sopa upp främmande partiklar för olika organ att bryta ner eller utsöndra. Vad är nanorobotar Nanorobotics framstår som en krävande fält arbetar med minimala saker på molekylär nivå. Nanorobotar är kvintessensen nanoelectromechanical system utformade för att utföra en specifik uppgift med precision i nanoskala dimensioner. Fördelen jämfört med konventionella medicinen ligger på dess storlek. Partikelstorlek har effekt på serum livslängd och mönster av nedfall. Detta gör att läkemedel i nanostorlek som ska användas i lägre koncentration och har en tidigare debut av terapeutiska åtgärder. Det ger också material för kontrollerad läkemedelsdosering genom att rikta dessa till en viss plats [1]. Den typiska medicinska nanostrukturer kommer förmodligen att vara en micron skala robot sammansatta av nanoskala delar. Dessa nanorobotar kan arbeta tillsammans som svar på miljö-stimuli och programmerad principer för att producera makroskala resultat [2]. Inslag av nanorobotar Kol kommer sannolikt att utgöra den huvudsakliga delen består den största delen av en medicinsk nanorobot, sannolikt i form av diamant eller diamondoid / fulleren nanokompositer. Många andra lätta grundämnen som väte, kommer svavel, syre, kväve, fluor, kisel, etc. kan används för särskilda ändamål i nanoskala kugghjul och andra komponenter [2]. Den kemiska inert diamant bevisas av flera experimentella studier. Ett sådant experiment som utfördes på mus peritoneal makrofager odlade på DLC visade ingen signifikant ökad frisättning av laktatdehydrogenas eller av det lysosomala enzymet beta N-acetyl-D-glucosaminidase (ett enzym som kallas att bli befriad från makrofager vid inflammation). Morfologisk undersökning visade inte några fysiska skador på antingen fibroblaster eller makrofager och mänskliga osteoblastmigrering liknande celler bekräftar biokemiska tecken på att det inte fanns någon toxicitet och att ingen inflammatorisk reaktion var framkallade in vitro. Den mjukare och mer felfri diamant ytan är desto mindre leukocyter aktivitet och fibrinogen adsorption. Ett experiment av Tang et al. [41] visade att CVD-diamant rån implanteras intraperitonealt i levande möss i en vecka visade minimala inflammatorisk reaktion. Intressant, på grövre "polerad" yta har ett mindre antal spridda och smält makrofager närvarande, vilket tyder på att en del aktivering skett. Utsidan med nära-nanometer mjukhet ger mycket låg bioaktivitet. På grund av den extremt höga ytenergi av passiveras diamant ytan och den starka hydrofoba av diamant ytan är diamant utsidan nästan helt kemiskt inert. Beståndsdelarna och Design av nanorobotar Nanorobotar kommer att ha hela uppsättningen av autonoma delsystem vars design härstammar från biologiska modeller. Drexler var tydligen den första att påpeka, 1981, att komplexa enheter liknar biologiska modeller i sina strukturella komponenter [42]. De olika komponenterna i nanorobot konstruktionen kan innehålla inbyggda sensorer, motorer, manipulatorer, nätaggregat och molekylära datorer. Den kanske mest kända biologiskt exempel på en sådan molekylära maskineri är ribosomen den enda fritt programmerbara nanonivå montör redan finns. Den mekanism genom vilken proteinet binder till specifika receptorer webbplatsen kan kopieras för att bygga molekylära robotarm. Robotens arm kan även drivas av en detaljerad sekvens av styrsignaler, precis som ribosomen behöver mRNA att styra sitt agerande. Dessa styrsignaler tillhandahålls av externa akustiska, elektriska eller signaler kemikalie som tas emot av robotarmen via en inbyggd sensor med en enkel "broadcast arkitektur" [43, 44 och 45] en teknik som också kan användas för att importera kraft . den biologiska cellen kan betraktas som ett exempel på en sändning arkitektur, där cellkärnan skickar signaler i form av mRNA till ribosomer för att tillverka cellulära proteiner. Monteringsföretagen molekylär maskin system som kan beskrivas som system som kan utföra molekylär tillverkning på atomär skala [46] som kräver styrsignaler från en onboard nanocomputer Denna programmerbara nanocomputer måste kunna acceptera lagrade instruktioner som sekventiellt utförs direkt på roboten arm för att placera rätt andelar eller nanopart i önskad position och orientering, vilket ger exakt kontroll över tidpunkten och platser av kemiska reaktioner eller sammansättningsverksamhet [47]. Metoder om uppförande av nanorobotar Det finns två huvudsakliga sätt att bygga på nanometerskala: positionella montering och självorganisering. I positionella montering, utredare anställa vissa enheter, såsom i armen av en miniatyr robot eller en mikroskopisk som att plocka upp molekyler en efter en och montera dem manuellt. Däremot är självorganisering mycket mindre mödosamt, eftersom det tar fördel av den naturliga tendensen hos vissa molekyler att söka ut varandra. Med självorganiserande komponenter, allt som utredare behöver göra är att lägga miljarder av dem i en bägare och låt deras naturliga frändskap förena sig med dem automatiskt till den önskade konfigurationer. Göra komplexa nanorobotic system kräver tillverkning tekniker som kan bygga en molekylstruktur via beräkningsmodeller av diamant mechanosynthesis (DMS) [3, 4]. DMS är kontrollerad tillförsel av kolatomer till tillväxten ytan av en diamant kristallgitter i ett vakuum-tillverkning miljö. Kovalenta kemiska bindningar bildas en efter en på grund av positioneringsexakt begränsade mekaniska krafter som spetsen på en scanning probe mikroskop apparater, efter en programmerad sekvens. Erkännande av Target Site med nanorobotar Olika molekyl typerna kännetecknas av en serie av kemotaxi sensorer vars bindningsställen ha olika affinitet för varje typ av molekyl. [6] Styrsystemet måste säkerställa en lämplig prestanda. Det kan visas med ett bestämt antal nanorobotar svara så snabbt som möjligt för en särskild uppgift scenario. I 3D-arbetsytan målet har ytan kemikalier låta nanorobotar att upptäcka och erkänna det [6, 7 och 8]. Tillverkning bättre sensorer och aktuatorer med nanoskala storlekar gör dem hitta källan till utsläpp av kemikalien. Nanorobot Control Design (NCD) simulator har utvecklats, som är programvara för nanorobotar i miljöer med vätskor som domineras av Brownsk rörelse och trögflytande än tröghetskrafter. Först som en punkt i jämförelse använde forskarna nanorobotar "små Brownsk motioner för att hitta målet genom slumpmässiga sökning. I en andra metod, nanorobotar monitorn för kemisk koncentration betydligt över bakgrundsnivån. Efter fångar upp signaler, uppskattar en nanorobot koncentrationsgradienten och rör sig mot högre koncentrationer tills den når målet. I den tredje metoden, nanorobotar på målet släppa en annan kemikalie, som andra använder som en extra vägledande signal till målet. Med dessa signaler koncentrationer, bara nanorobotar som passerar inom några mikrometer av målet kommer sannolikt att upptäcka signalen. Därmed kan vi förbättra svaret genom att ha nanorobotar behålla platser nära kärlväggen istället för flytande hela volymflödet i kärlet från övervakning av koncentrationen av en signal från andra; en nanorobot kan uppskatta antalet nanorobotar vid målet. Så använder nanorobot denna information för att avgöra när tillräckligt nanorobotar är vid målet och därmed avsluta ytterligare "lockbete" signalen en nanorobot kan släppa. Det konstateras att det nanorobotar sluta locka andra gång räcker nanorobotar har svarat. Det belopp som anses vara tillräckligt när målet regionen är tätt omfattas av nanorobotar. Således dessa små arbetsmaskiner på målet platsen korrekt och precist såtillvida bara som den är utformad för att göra [9]. Strategier som används av nanorobotar för att kringgå de Immunsystemet Varje medicinsk nanorobot placeras inuti den mänskliga kroppen kommer att stöta på fagocytiska celler många gånger under sitt uppdrag. Således alla nanorobotar, som är av en storlek som kan intag av fagocytos celler måste innehålla fysiska mekanismer och operativa protokoll för att undvika och fly från fagocyter. Den ursprungliga strategin för medicinsk nanorobotar är först för att undvika fagocytiska kontakt eller erkännande. För att undvika att bli attackerad av värdens immunförsvar, är det bästa valet att ha en yttre beläggning av passiv diamant. Ju smidigare och felfri beläggningen är mindre reaktionen från kroppens immunförsvar. Och om detta misslyckas så för att undvika det är att binda till fagocytsystemet yta som leder till fagocytiska aktivering. Om instängd, kan den medicinska nanorobot framkalla exocytos av phagosomal vacuole där det inges eller hämmar både phagolysosomal fusion och phagosome metabolism. I sällsynta fall kan det vara nödvändigt att döda fagocytsystemet eller blockad hela fagocytiska systemet. Den mest direkta metoden för en fullt fungerande medicinsk nanorobot är att anställa sin motilitet mekanismer för att locomote ut, eller bort från den fagocytiska cell som försöker uppsluka den. Det kan handla om omvänd cytopenetration, vilket måste göras försiktigt (t ex, kan en snabb utförsel av nonenveloped virus från celler cytotoxiska). Det är möjligt att frustrerad fagocytos kan framkalla en lokal kompenserande granulomatös reaktion. Medicinsk nanorobotar kan därför också behöva anställa enkla men aktiva defensiva strategier för att förebygga granulombildning. Metaboliserande lokala glukos och syre för energi kan göra driver av nanorobotar. I en klinisk miljö, skulle ett annat alternativ vara externt levereras akustisk energi. När uppgift nanorobotar är klar, kan de hämtas genom att låta dem exfuse sig via den vanliga människans utsöndringsmekanismerna kanaler eller kan även tas bort genom aktiv renhållare system [10, 11]. Nanorobotar i cancer upptäckt och behandling Utvecklingen av nanorobotar kan ge anmärkningsvärda framsteg för diagnos och behandling av cancer. Nanorobotar skulle kunna vara en mycket hjälpsam och hoppfull för behandling av patienterna, eftersom nuvarande behandlingar som strålbehandling och kemoterapi ofta hamnar förstör mer friska celler än cancer sådana. Ur denna synvinkel ger det en icke-deprimerade behandling för cancerpatienter. Den nanorobotar kommer att kunna skilja mellan olika celltyper som är maligna och normala celler genom att kontrollera deras ytantigener (de är olika för varje typ av cell). Detta uppnås genom användning av kemotaxi sensorer knappat de särskilda antigener på målceller. En annan metod använder innovativa metoder för att uppnå decentraliserad kontroll för en distribuerad kollektiva åtgärder i kampen av cancer. Använda kemiska sensorer de kan programmeras för att upptäcka olika nivåer av E-cadherin och beta-catenin i primär och metastaserande faser. Medicinsk nanorobotar kommer då att förstöra dessa celler, och bara dessa celler. Följande kontrollmetoder ansågs: · Random: nanorobotar flytta passivt med vätskan för att nå målet om de stöter det på grund av Brownsk rörelse. · Följ lutning: nanorobotar övervaka koncentrationen intensitet för E-cadherin signaler, när de upptäcks, mäta och följa lutningen tills du når målet. Om gradienten uppskattning efter signal upptäckt finner inga extra signal in50ms, anser nanorobot signalen att vara ett falskt positivt och fortsätter flyter med vätskan. · Följ gradient med lockmedel: som ovan, men nanorobotar anländer till målet, de släpper dessutom en annan kemisk signal som används av andra för att förbättra sin förmåga att hitta målet. Därför är en högre lutning på signalstyrka av E-cadherin används som kemiska parametrar identifiering vägleda nanorobotar för att identifiera maligna vävnader. Integrerad nanosensorer kan utnyttjas för en sådan uppgift för att hitta intensiteten av E-cadherin signaler. Därmed kan de användas effektivt för behandling av cancer [9]. Praktiskt exempel på nanorobotar metoden för Cancer upptäckt och behandling Pharmacyte är en självförsörjande, datorstyrd medicinska nanorobot system som kan digitalt precisa transporter, timing, och riktade leverans av apoteksombudens till specifika cell-och intracellulära destinationer inom den mänskliga kroppen. Pharmacytes undkomma fagocytos processen eftersom de inte kommer embolize små blodkärl eftersom den minsta livskraftiga mänskliga kapillär som tillåter passage av intakta erytrocyter och vita blodkroppar är 3-4 micronmeter i diameter, vilket är större än det största föreslagna Pharmacyte. Pharmacytes kommer att få många tillämpningar inom nanomedicin såsom initiering av apoptos i cancerceller och direkt kontroll av cellsignalering processer. Pharmacytes också kunde märka målceller med biokemiska naturlig defensiv eller renhållningssystem för, en så kallad strategi "fagocytiska flaggning" [12]. Till exempel är nya erkännande molekyler uttrycks på ytan av apoptotiska celler. Vid T-lymfocyter, är en sådan molekyl fosfatidylserin, en lipid som normalt är begränsad till insidan av plasmamembranet [1m] men efter induktion av apoptos, visas på utsidan [13]. Celler med denna molekyl på sin yta kan sedan kännas igen och tas bort av fagocytiska celler. Sådd yttervägg en målcellen med fosfatidylserin eller andra molekyler med liknande åtgärder skulle kunna aktivera fagocytiska beteende genom makrofager, som av misstag hade identifierat målcellen som apoptotiska ämnen som kan utlösa en reaktion av kroppen [14] Pharmacytes skulle kunna bära upp till cirka 1cubicmeter av läkemedel nyttolast som lagras i det inbyggda tankar som mekaniskt lastas av med hjälp av molekylära sortering pumpar som drivs under överinseende av en inbyggd dator [15,16]. Beroende på krav för uppdraget, kan lasten släppas ut i omedelbara extracellulär vätska eller levereras direkt till cytosolen med en transmembranös injektor mekanism. Om det behövs för en viss tillämpning, kan sättas mekaniska flimmerhår och andra lok läggas till Pharmacyte att tillåta transvascular och transcellular rörlighet, vilket möjliggör leverans av läkemedel molekyler till specifika cellulära och även intracellulära adresser med försumbar fel. Pharmacytes gång utarmat deras nyttolaster eller har avslutat sitt uppdrag, skulle återkrävas från patienten med konventionella utsöndringsorganen vägar. [17] nanorobotar kan då laddas, omprogrammeras och återvinnas för användning i en annan patient som kan behöva ett annat läkemedel agent riktade till olika vävnader eller celler än i den första patienten [27, 28]. Nanorobotar vid diagnos och behandling av diabetes Glukos transporteras genom blodet är viktigt att bibehålla den mänskliga metabolismen fungerar hälsosamt, och dess rätt nivå är en nyckelfråga vid diagnos och behandling av diabetes. Som är kopplad till glukosmolekyler, har proteinet hSGLT3 en viktig påverkan för att upprätthålla korrekt mag kolinerga nerver och skelettmuskler aktiviteter funktion, reglera extracellulär glukoskoncentration [18]. Den hSGLT3 molekyl kan användas för att definiera glukosnivåer för diabetespatienter. Den mest intressanta aspekten av detta protein är att det fungerar som en sensor för att identifiera glukos [18]. Den simulerade nanorobot prototypen modellen har inbyggd Complementary Metal Oxide halvledare (CMOS) nanobioelectronics. Den har en storlek på ~ 2 micronmeter, som tillåter den att arbeta fritt inuti kroppen. Huruvida nanorobot är osynlig eller synlig för immunreaktioner, har den ingen störning för att upptäcka glukosnivåerna i blodet. Även med immunsystemets reaktion i kroppen, är nanorobot inte angrips av vita blodkroppar på grund biokompatibilitet [19] För glukos övervaka nanorobot använder inbäddade chemosensor som innebär modulering av hSGLT3 protein glucosensor aktivitet [20]. Genom sin inbyggda kemiska sensorn kan nanorobot alltså i praktiken avgöra om patienten behöver injicera insulin eller vidta ytterligare åtgärder, såsom alla läkemedel kliniskt ordinerats. Bilden av NCD simulatorn arbetsytan visar insidan syn på en venule blodkärl med galler textur, röda blodkroppar (RBC) och nanorobotar. De flöde med röda blodkropparna genom blodomloppet upptäcka blodsockernivån. Vid en typisk glukos koncentration, nanorobotar försöker hålla glukos nivåer, kring 130 mg / dl som ett mål för blodglukosnivån (BGLs). En variant av 30mg/dl antogs som en förskjutning rad, men detta kan ändras på grundval av läkemedelsrecept. I den medicinska nanorobot arkitektur kan de betydande uppmätta data överförs sedan automatiskt genom radiosignaler till mobiltelefonen som bärs av patienten. När som helst, om glukos når kritiska nivåer, avger nanorobot ett larm via mobilen [21]. Styra blodsockret med hjälp av nanorobotar I simuleringen är nanorobot programmerad också att avge en signal baserat på angivna lunch tider, och för att mäta halten av glukos i önskad tidsintervall. Den nanorobot kan programmeras att aktivera sensorer och mäter regelbundet BGLs tidigt på morgonen, före den beräknade frukosten. Mäts igen varje 2 timmar efter den planerade lunchen. Samma förfarande kan programmeras för andra måltider under dagen gånger. En mångfald av blodburna nanorobotar gör glukosmätning inte bara på ett enda ställe, utan också på många olika platser samtidigt i hela kroppen, vilket gör det möjligt för läkaren att montera en helkropps karta över Glukoskoncentrationen i serum. Granskning av tidsseriedata från många platser ger en exakt mätning av förändringstakten av glukos i blodet som passerar genom särskilda organ, vävnader, kapillär sängar och ett visst fartyg. Detta kommer att ha diagnostikpartition i att upptäcka avvikande skattesatser glukosupptag som kan hjälpa till att avgöra vilka vävnader kan ha lidit diabetesrelaterade skador, och i vilken omfattning. Andra ombord sensorer kan mäta och rapportera diagnostiskt relevanta synpunkter, t.ex. patientens blodtryck, tidiga tecken på vävnad kallbrand, eller förändringar i lokala ämnesomsättningen som kan vara förknippade med tidig cancer. Hela kroppen tidsserier som samlats in under olika patientgrupper aktiviteter nivåer (t.ex., vila, träna, måltid, etc.) kunde ha ytterligare diagnostiskt värde vid bedömning av kursen och omfattningen av sjukdomen. Denna viktiga data kan hjälpa läkare och specialister för att övervaka och förbättra patientens medicinering och kost. Denna process med hjälp av nanorobotar kan vara mer bekvämt och säkert för att göra möjligt ett automatiskt system för datainsamling och patientövervakning. Det kan också undvika så småningom infektioner på grund av den dagliga små skärsår att samla in blodprover, eventuellt förlust av data, och även undvika att patienter i en hektisk vecka för att glömma att göra några av sina glukos provtagning. Dessa senaste tidens utveckling på nanobioelectronics visar hur man kan integrera system enheter och mobiltelefoner för att uppnå en bättre blodglukoskontroll för patienter med diabetes [22]. Respirocyte - en konstgjord Oxygen Carrier Nanorobot Den konstgjorda mekaniska röda blodkroppar, "Respirocyte" är en imaginär nanorobot, flyter fram i blodet [23]. Dessa atomer är mestadels kolatomer arrangerade som diamant i en porös gitterstrukturen inuti sfäriska skal. Den Respirocyte är i huvudsak en liten trycktank som kan pumpas full av syre (O 2) och koldioxid (CO 2) molekyler. Senare kan dessa gaser frigöras från den lilla tanken på ett kontrollerat sätt. Gaserna förvaras ombord vid tryck upp till cirka 1000 atmosfärer. Respirocyte kan göras helt ej brandfarlig genom att bygga den enhet internt av safir, en flamsäker material med kemiska och mekaniska egenskaper i övrigt liknar diamant [24]. Det finns också gaskoncentrationen sensorer på utsidan av varje enhet. När nanorobot passerar genom lungorna kapillärerna, är O 2 partialtryck högt och CO 2 partialtryck är lågt, så den inbyggda datorn talar om för sortering rotorer för att ladda tankarna med syre och att dumpa CO 2. När enheten senare befinner sig i det syrefattiga perifera vävnader, är sensormätningar omvända. Det är, CO 2 partialtrycket är relativt hög och O 2 partialtryck relativt låg, så den inbyggda datorn kommandon sorteringen rotorer att släppa O 2 och att absorbera CO 2. Respirocytes efterlikna effekten av de naturliga hemoglobin fyllda röda blodkroppar. Men en Respirocyte kan leverera 236 gånger mer syre per volymenhet än ett naturligt röda blodkroppar. Detta nanorobot är långt effektivare än biologi, främst eftersom dess diamondoid bygglov en mycket högre arbetstryck. Så injektion av ett 5 cm 3 dos på 50% Respirocyte vattensuspension i blodet kan exakt ersätta hela O 2 och CO 2 bärkraft patientens hela 5400 cm 3 av blod. Respirocyte har trycksensorer för att ta emot akustiska signaler från läkare, som kommer att använda en ultraljud-liknande sändare anordning för att ge Respirocyte kommandon för att ändra sitt beteende medan de fortfarande är inne i patientens kropp [25, 27]. Artificiell fagocyter - Microbivores nanorobotar En microbivore har beskrivits, vars primära funktion är att förstöra mikrobiologiska patogener som finns i det mänskliga blodomloppet, med hjälp av "smälta och utsläpp" protokoll. Nanorobotic konstgjorda hypotetiska fagocyter kallas''microbivores''skulle kunna patrullera i blodomloppet, söka upp och smälta oönskade patogener inklusive bakterier, virus eller svamp. Microbivores när det ges intravenöst (IV) skulle uppnå fullständig utläkning av även de mest allvarliga septicemic infektioner i timmar eller mindre. Detta är långt bättre än veckor eller månader som behövs för antibiotika-assisterad naturliga fagocytiska försvar. Den nanorobotar ökar inte risken för sepsis eller septisk chock eftersom patogener är helt smält till ofarliga enkla sockerarter, monoresidue aminosyror, mononucleotides, fria fettsyror och glycerol, som är biologiskt inaktiva utloppen från nanorobot [26, 27, 28 ]. Chromallocyte: en hypotetisk Mobil Cell-Repair Nanorobot En annan nanorobot skulle Chromallocyte ersätta hela kromosomer i enskilda celler på så sätt motverka effekterna av genetisk sjukdom och andra ackumulerade skador på våra gener, förebygga åldrande. Chromallocyte är en hypotetisk mobil cell-reparation nanorobot kan begränsas vaskulär yta resa in i kapillärbädd av de riktade vävnad eller organ, följt av extravasering, histonatation, cytopenetration och fullständig kromatin ersättare i kärnan av en målcellen, och slutar med en tillbaka till blodet och efterföljande utvinning av enheten från kroppen, slutföra uppdraget cellen reparation. "inuti en cell, kommer en reparation maskinen först storlek upp situationen genom att undersöka cellens innehåll och verksamhet, och därefter vidta åtgärder. Genom att arbeta tillsammans molekyl-för-molekyl och struktur-för-struktur, reparerar maskiner att kunna reparera hela celler. Genom att arbeta tillsammans cell-för-celler och vävnader-för-vävnad, kommer de (med hjälp av större enheter, där behov) vara kunna reparera hela organ. Genom att arbeta genom en person orgel av organ, kommer de att återställa hälsa. Eftersom molekylära maskiner kommer att kunna bygga molekyler och celler från grunden, kommer de att kunna reparera ens celler skadade till den punkt av fullständig inaktivitet. [29, 30, 31] Ytterligare Tillämpningar av nanorobotar Nanorobotar skulle kunna användas för att upprätthålla syresättningen av vävnaderna i avsaknad av andning, reparera och rekonditionera human vaskulär trädet eliminera hjärtsjukdomar och stroke skador, utföra komplexa nanosurgery på enskilda celler, och omedelbart stoppa blödningen efter traumatiska skador. Övervakning av halter av näringsämnen i människokroppen är en möjlig tillämpning av nanorobotar i medicin. En intressant nanorobot utnyttjande är också att hjälpa inflammatoriska celler (eller vita blodkroppar) i vilket blodkärl för att reparera skadade vävnader [39]. Nanorobotar kan användas såväl för att söka och bryta njursten [32]. Nanorobotar skulle också kunna användas för att behandla specifika kemiska reaktioner i kroppen som underordnad utrustning för skadade organ [40]. Nanorobotar utrustad med nanosensorer kan utvecklas för att ge anti-HIV-läkemedel [38]. En annan viktig förmåga medicinska nanorobotar kommer att förmågan att lokalisera förträngda blodkärl, särskilt i hjärtats cirkulation, och behandla dem mekaniskt, kemiskt eller farmakologiskt [33]. Att bota hudsjukdomar, får en kräm som innehåller nanorobotar användas. Det kan ta rätt mängd av död hud, ta bort överflödig olja, lägg saknas olja, tillämpa rätt mängder av naturliga fuktgivande ämnen, och även nå den svårfångade målet "djup por rengöring" genom att faktiskt nå ner i porer och rengöra dem. Krämen kan vara ett smart material med slät-on, peel-off bekvämlighet. En munvatten full av smarta nanomaskiner kunde identifiera och förstöra patogena bakterier samtidigt som ofarliga floran i munnen att blomstra i ett friskt ekosystem. Vidare skulle enheterna identifiera matrester, plack eller tandsten, och lyfta dem från tänderna för att sköljas bort. Att vara i vätskan och simkunnig om, skulle enheterna kunna nå ytor bortom räckhåll för tandborste borst eller fibrer av tandtråd. Som kort livstid medicinska nanomaskiner, skulle de vara byggd för att hålla bara några minuter i kroppen innan den faller sönder i material av det slag som finns i livsmedel. Medicinsk nanomaskiner kunde öka immunförsvaret genom att hitta och stänga av oönskade bakterier och virus. När en inkräktare är identifierad, kan den punkteras, låta dess innehåll läcker ut och slutar dess effektivitet. Om innehållet var kända för att vara farliga i sig själva, då immunförsvaret maskinen kunde hålla fast vid det tillräckligt länge för att demontera det mer fullständigt. Enheter som arbetar i blodet kunde mumsa bort på aterosklerotisk insättningar, vidga de drabbade blodkärlen [34]. Cell vallning enheter kan återställa artär väggar och foder artär till hälsa, genom att säkerställa att rätt celler och stödjande strukturer är på rätt plats. Detta skulle förhindra de flesta hjärtinfarkter [35]. Nanorobotar skulle kunna användas i precision behandling och cell målstyrning, vid utförandet nanosurgery och i behandlingar för hypoxemi och respiratoriska sjukdomar, tandvård [36], bacteremic infektioner, fysiska trauman, genterapi via kromosom substitutionsbehandling och även biologiskt åldrande. Det har föreslagits att en flotta av nanorobotar kan tjäna som antikroppar eller antivirala läkemedel till patienter med nedsatt immunförsvar, eller i sjukdomar som inte svarar på mer konventionella åtgärder. Det finns många andra potentiella medicinska tillämpningar, inklusive reparation av skadad vävnad, frigörandet av artärerna påverkas av plack, och kanske byggandet av hela organ byta kropp. Nanonivå system kan också fungera mycket snabbare än sina större motparter eftersom förskjutningar är mindre, vilket gör att mekaniska och elektriska händelser inträffar på kortare tid vid en given hastighet [37]. Slutsats Nanoteknik som ett diagnostiskt och behandling verktyg för patienter med cancer och diabetes visade hur den faktiska utvecklingen av nya tillverkningstekniker är så nyskapande verk som kan hjälpa till att konstruera och använda nanorobotar mest effektivt för biomedicinska problem. Nanorobotar tillämpas på medicinen har en mängd löfte från utrota sjukdomen att vända på den åldrande (rynkor, förlust av benmassa och åldersrelaterade förhållanden är alla behandlingsbara på cellnivå), nanorobotar är också kandidater för industriella applikationer. Tillkomsten av molekylär nanoteknologi kommer återigen att expandera enormt effektivitet, komfort och snabbhet av framtida medicinska behandlingar medan samtidigt avsevärt minskar deras risk, kostnad och invasiv. |
1. Chan vsw, nanomedicin: ett olöst reglerande fråga. Science Direct. 2. Freitas R., http://www.foresight.org/Nanomedicine 3. Drexler KE, Nanosystems: molekylära maskiner, tillverkning och beräkning. New York : John Wiley & Sons, 1992. 4. Merkle RC, Freitas Jr RA, Teoretisk analys av ett Carbone kol dimer placering verktyg för diamant redskap för syntes Nanosci Nanotechnol 2003, 3:319 E24. Finns även: Från: http://www.rfreitas.com/Nano/JNNDimerTool.pdf . 5. Drexler KE, Nanosystems: molekylära maskineri, tillverkning och Computation, John Wiley & Sons, 1992. 6. Curtis ASG, Dalby M., Gadegaard N., cellsignalering härrör från nanotopography: konsekvenser för nanomedical enheter ", nanomedicin Journal, Framtida medicin, vol. 1, nej. 1, pp 67-72, juni 2006. 7. Wasielewski R., Rhein A., Werner M., Scheumann GF, Dralle H., Potter E., Brabant G., Georgii A., immunhistokemisk detektion av Ecadherin i differentierad sköldkörtelcancer carcinom korrelerar med kliniska resultat, Cancer Research, Vol 57, Nummer 12 2501-2507, American Association for Cancer Research, 1997. 8. Hazana RB, Phillipsa GR, Qiaoa RF, Nortonb L., Aaronsona SA, Exogena Redovisning av N-cadherin i bröstcancerceller inducerar cell migration, invasion och metastasering, The Journal of Cell Biology, Volume 148, Number 4, 779-790 , feb 2000. 9. Nanorobot kommunikationsteknik: En omfattande handledning. 10. Hur nanorobotar kan undvika fagocytos av vita blodkroppar, del I, av Robert A. Freitas Jr, forskare, Zyvex Corp 11. Freitas Jr RA, nanomedicin, Volym IIA: biokompatibilitet, Landes Bioscience och Georgetown , TX , 2003. 12. Freitas, Jr RA, nanomedicin, Volym I: Grundläggande kapacitet, Landes Bioscience, Georgetown , TX (1999), avsnitt (k) 10.4.1.2. 13. Fadok VA, Voelker DR, Campbell PA, Cohen JJ, Bratton DL, Henson PM, J. Immunol. 148, 2207 (1992). 14. Grakoui A., Bromölla SK, Sumen C. Da Vis MM, Shaw AS, Allen PM, Dustin ML, 285 Science, 221 (1999). 15. Freitas, Jr RA, nanomedicin, Volym I: Grundläggande kapacitet, Landes Bioscience, Georgetown , TX (1999), avsnitt (en) 3.4.2. 16. Drexler KE, "Nanosystems: molekylära maskineri, tillverkning och Computation," John Wiley & Sons, New York (1992). 17. Freitas, Jr RA, nanomedicin, Volym I: Grundläggande kapacitet, Landes Bioscience, Georgetown , TX (1999), § § (i) 10.3.6. 18. Wright, EM, Sampedro, AD, Hirayama, BA, Koepsell, H., Gorboulev, V., Osswald, C.: US20050267154 (2005). 19. Marchant, RE, Zhang, T., Qiu, Y., Ruegsegger, MA: US6759388 (1999). 20. Kromosom 22 Projektöversikten, Trust Sanger Institute, http://www.sanger.ac.uk/HGP/Chr22/ . 21. www.nanorobotdesign.com / papper / communication.pdf . 22. Cavalcanti A., Shirinzadeh B., Freitas jr RA, Kretly LC, Medicinsk Nanorobot arkitektur baserad på Nanobioelectronics. 23. Freitas Jr RA. Förberedande design i medicinsk nanoteknik: en mekanisk konstgjord röda blodkroppar. Artif blodkroppar Substit Immobil Biotechnol 1998, 26:411 E30. Också tillgänglig från: http://www.foresight.org/Nanomedicine/Respirocytes.html . 24. Nanosystem: Molekylär Maskiner, Tillverkning och informationsvetenskap. Genom K. Eric Drexler (XX + 556 s., 200 + illustrationer John Wiley & Sons, Inc..: New York , Chichester, Brisbane , Toronto Och Singapore . 1992) sidan 374. 25. Citerat från Robert A. Freitas Jr, "Undersökande Design i medicinsk Nanoteknologi: En mekanisk konstgjord Red Cell," konstgjorda celler, Volym 26, 1998, pp 411-430. Detta dokument är tydligen den första detaljerade designstudie av en bestämd medicinsk nanostrukturer (av den allmänna typen som föreslås av Drexler i Nanosystems) som har publicerats. Se tidigare beskrivning i: Robert A. Freitas Jr, "Respirocytes: High Performance Konstgjord Nanoteknik röda blodkroppar". Nanoteknik Magazine, Volume 2, oktober 1996, s. 1, 8-13). 26. Freitas Jr RA. Microbivores: konstgjorda mekaniska fagocyter hjälp smälta och ansvarsfrihet protokollet. J Evol Technol 2005 Apr: 14:01 E52. Också tillgänglig från: http://jetpress.org/volume14/Microbivores.pdf.R 27. Freitas Jr RA, nanomedicin, Volym I: Grundläggande kapacitet Landes Bioscience, Georgetown , TX , 1999 Se på: http://www.nanomedicine.com/NMI.htm . 28. Nanomedicin Volym II: biokompatibilitet Landes Bioscience, Georgetown , TX , 2003 Se på: http://www.nanomedicine.com/NMIIA.htm . 29. Wright, EM, Sampedro, AD, Hirayama, BA, Koepsell, H., Gorboulev, V., Osswald, C.: US20050267154 (2005). 30. Marchant, RE, Zhang, T., Qiu, Y., Ruegsegger, MA: US6759388 (1999). 31. Kromosom 22 Projektöversikten, Trust Sanger Institute, och http://www.sanger.ac.uk/HGP/Chr22/. 32. Cavalcanti A. och Freitas Jr RA, "autonoma Multi-Robot Sensor samarbete som bygger på nanomedicin", Int'l J. Nonlinear Science numerisk simulering. 33. Freitas Jr RA, "nanomedicin, Vol. I: grundläggande funktioner ", Landes Bioscience, 1999. 34. Yamamoto H., Uemura S., Tomoda Y., Fujimoto S., Hashimoto T. och Okuchi K., "Transcardiac Gradient av lösliga adhesionsmolekyler förutsäger progression av kranskärlssjukdom", International Journal of Cardiology, 84 (2-3 ) :249-257, aug 2002. 35. www.ewh.ieee.org/r10/bombay/news3/page4.html . 36. Freitas Jr RA, Nanodentistry. 37. www.wikipedia.org . 38. Menezes AJ, Kapoor VJ, Goel VK, Cameron BD, Lu JY, Inom en nanometer av ditt liv, Maskinteknik Magazine, augusti 2001, www.memagazine.org/backissues/aug01/features/nmeter/nmeter . 39. Casal A., Hogg T., Cavalcanti A., nanorobotar som Cellular assistenter i inflammatoriska svar, IEEE BCATS Biomedicinska Beräkning vid Stanford 2003 Symposium, IEEE Computer Society, Stanford CA, oktober 2003. 40. Cavalcanti A., Assembly Automation med Evolutionsbiologiskt nanorobotar och Sensor-baserad styrning tillämpas på nanomedicin, IEEE Transactions on Nanoteknik, 2 (2), s 82-87, June2003, www.nanorobotdesign.com . 41. IMM rapport nummer 12, nanomedicin: Är Diamond Biokompatibela med levande celler? Av Robert A. Freitas Jr, IMM Research Fellow. 42. Eric Drexler K., molekylär teknik: ett förhållningssätt till utveckling av allmänna färdigheter för molekylär Manipulation, Proc. Nationella Akademin Vetenskapsakademien ( USA ) 78 (september 1981) :5275-5278. 43. Eric Drexler K., Nanosystems: molekylära maskineri, tillverkning och Computation, John Wiley & Sons, New York, 1992. 44. Merkle RC, Design ljus för nanoteknik, Markus Krummenacker, James Lewis, EDS, Utsikter in Nanotechnology:. Mot molekylär tillverkning, John Wiley & Sons, New York , 1995, s. 23-52. 45. Merkle RC, Self efterbildar system och låg kostnad tillverkning i ME Welland, JK Gimzewski, red., De yttersta gränserna av Fabrication och värdering, Kluwer, Dordrecht, 1994, s. 25-32. Se på: http://nano.xerox.com/nanotech/selfRepNATO.html . 46. Cavalcanti, A. Assembly Automation med Evolutionsbiologiskt nanorobotar och Sensor-Based kontroll som gäller nanomedicin. 47. Bryson JW, et al, "Protein Design: en hierarkisk Approach". Science 270 (1995) :935-941. |