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巨大的纳米机器人在挽救生命中的作用

*通信:

安德里亚·珍妮·D’索萨
生物技术、
耆那教的大学,
班加罗尔,
卡纳塔克邦
印度;
电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

当前全球大流行已阐明事实健康基础设施需要一个相当大的升级和纳米技术是一个跨学科的领域包含物理、化学和生物学似乎有很大的潜力在缓解全球医疗保健通过有针对性的药物输送,nanorobotic手术,身体监测,等等。纳米机器人是纳米级自航机器人目标疾病细胞用最小的侵袭性,精度高和更少的副作用。本文将专注于一些领域的纳米技术的突破医学科学和这项技术的优点和缺点。

关键字

纳米技术;纳米机器人;精度;药物输送;突破;医学科学

介绍

纳米技术领域位于-100 - 0.1纳米之间,1纳米是一米的1000000000。然而,这微乎其微的技术是具有讽刺意味的是越来越大的日新月异。Covid——19大流行带来了世界屈服,全球纳米技术市场在2020年估计为422亿美元,预计到2026年将达到707亿美元(复合年增长率)增长9.2%的复合年增长率分析周期。(1]

在几个纳米技术在医学上的应用,有针对性药物输送是领跑者,市场价值成倍地增加了在过去的十年里。纳米机器人可以超越一些常见的缺点今天的医学科学。例如,纳米机器人,痛苦的切口需要很多关心和需要大量的时间来恢复将不需要。精致的侵入性手术眼手术也可以轻松地执行和精度。摄入的想法与相机和胶囊生物传感器或者喝奶昔含有液治疗肽并能保护一个心肌梗塞的不再是科幻小说。纳米技术正在缓慢但稳步改变现代医学的脸。

文献综述

理查德·费曼的演讲“底部有足够的空间”在1959年导致了出生纳米技术的想法不过1974年,Norio谷口的东京大学创造了这个词“纳米技术”,并将它定义为“纳米技术主要由处理分离、整合和材料变形的材料1原子或分子”(2过去的半个世纪以来,纳米技术领域的进展通过跳跃和发现巨大的应用在医药卫生。

制造纳米机器人

纳米机器人模型是由许多微小的组件的自组装。高效声学通信技术和化学通讯的刘易斯算法技术用于程序的纳米机器人在活的有机体内条件。血液中的葡萄糖和周围的氧气也可以驱动体内的纳米机器人。(3]

两种方法来构建纳米机器人:自底向上的方法是分子组装即。从基本的分子组装纳米机器人。充值方法使用当前技术微电子机械系统(MEMS)和范围缩小到纳米尺度。(4]

一些纳米机器人工程迄今为止是发明人工红细胞细胞(红血球)能够携带氧气正常红细胞表面的236倍。Microbiovores哪有能力摧毁人体的内部存在的病原体。Clottocytes帮助伤口愈合通过形成一个纤维网状受伤的网站。Chromallocytes基因传递载体,可以帮助细胞修复代替染色体(5]。

除了这些,奥尔胡斯大学的研究人员设计了一种人造DNA纳米孔这将帮助在诊断传感器可以插入特定的病变细胞(6]。

Cyborg瀑样由哈佛大学研究人员开发的传感器集成到他们可以发送视觉器官发展甚至想象细胞分化成心肌细胞。(7]Xenobots或生活纳米机器人是目前最迷人的纳米机器人创造了至今为止。由阀杆细胞的青蛙非洲爪蟾蜍光滑的,这些xenobots可以帮助药物输送和减少后也可以治愈自己8]。

纳米机器人在医学中的应用

身体监测:纳米机器人可以持续监测脉搏、血压、热点₂水平和血糖水平,甚至可以传播重要器官的手机,这将是一个飞跃的诊断。这些无线循环血液中的纳米机器人也可以发出警报信号。它也可以发送信息疾病的进展。群体智能的概念是使用一组疾病诊断和纳米机器人构建强壮的身体防御微生物(9]。

纳米手术:使用纳米机器人在侵入性手术可以在许多水平是有益的。首先,前和术后护理不急需这些非侵入性手术。其次,医院获得感染已经看到最近飙升和无毒的抗感染药使用纳米银以及细菌还没有产生耐药性对它这是一个安全的选择10]。

癌症治疗:纳米机器人攻击只有癌症细胞并且不影响周围细胞和组织。因此,其精度高使其合适的替代化疗。群集算法也被设计来治疗肿瘤,许多纳米机器人的网站肿瘤沟通和治疗肿瘤使用无线电波。纳米机器人也可以帮助诊断帮助定位的准确位置肿瘤和转移的程度。抗癌药物纳米颗粒的集成似乎较小的副作用,可以很容易地渗透细胞(11]。目前DNA纳米机器人可以识别12种不同的种类的癌症在人类肿瘤,成为治疗的一线希望癌症(12]。

不孕:纳米机器人可以提高医学辅助生殖的特异性和敏感性。机动spermbots可以提供卵子的精子。spermbots的使用也是一种侵入性较小的和更便宜的替代与体外受精(在体外受精)或人工授精(13]。

抗病毒疗法:抗病毒药物纳米疗法有可能解决的问题耐药性这是另一种大流行迫在眉睫的阴影。这些抗病毒药物纳米机器人可以通过不透水壁垒和交付药物治疗病毒感染(14]。抗病毒nanoformulations可用于表面消毒,空气甚至PPE工具包。设计基于纳米技术的传感器的早期诊断COVID-19也在进步15]。

神经科学:纳米机器人由于其小尺寸可以穿过血脑屏障,因此可以用来治疗脑瘤并执行微妙的神经外科手术,而无需通过颅骨钻一个洞。纳米机器人也可以帮助人们遭受马达神经元疾病通过捡冲动在正常情况下会送到身体的运动神经元。他们也可以用来传递药物这可能有助于在治疗吗神经退行性疾病,也将提高效率和灵敏度的常规药物。在阿尔茨海默病,纳米粒子也可以防止β淀粉样蛋白斑块的聚合(16]。

心脏疾病:多功能纳米机器人可以作为支架,打开动脉阻塞。这是有利的呈现工具相比,体积很大,容易感染。基于纳米技术的方法有助于早期诊断和治疗动脉粥样硬化斑块的有用。纳米机器人可以直接和监控干细胞这有助于在修复心肌梗死后心脏纤维(17]。纳米机器人也被设计来检测钙化,可能导致心脏病发作或中风。这提供了更多的优势传统方法无法检测小斑块存款。另外其他的检测方法血管造影术是一种侵入性手术和CT扫描使用电离辐射可能有危险的副作用18]。

牙医:纳米机器人可以用于矫正治疗,治疗orofacial骨折和人工牙齿。纳米机器人可以左内口通过牙膏或漱口水,可以照顾口腔卫生通过防止沉积的斑块(19]。

基因疗法:纳米机器人被用来提供基因靶细胞在体外和体内。它会提高效率,减少细胞毒性。疾病相关基因异常如血友病、胶质母细胞瘤和自身免疫性疾病也可以治愈这些纳米机器人20.]。

药:纳米机器人可以用于目标药物输送为了防止外周组织损伤。另外,纳米机器人的使用药物输送避免了当前的问题药物输送像生物生存能力差,低溶解度和副作用。这可能是实现治疗感染,以这种方式帮助解决迫在眉睫的危险抗菌素耐药性(21]。

听力和视力:金刚石纳米颗粒植入视网膜补偿受损的感光细胞,帮助恢复失去的视力。基于纳米颗粒的耳蜗植入帮助听力(22]。

产前诊断:纳米机器人可以用于检测胎儿先天性异常以及协助反式胎盘药物输送。纳米机器人也可以检测妊娠并发症,甚至探索和监测治疗在胎儿和新生儿阶段(23]。

更最近,科学家们大米大学已经开发出一种智能衬衫可以监视心率。这件衬衫是缝与碳纳米管纤维和舒适的穿着和容易清洗。这可能会取代传统的心脏带监测和能显示读数在我们的智能手机!(24]。

讨论

在加州大学圣地亚哥分校纳米工程师设计Covid - 19候选疫苗使用豇豆植物和大肠杆菌生长豇豆病毒和噬菌体的球形状的纳米颗粒被收获,然后一小块SARS-Cov2飙升的蛋白质在表面生成一个免疫反应在体内。然而有趣的特点是病毒和噬菌体纳米颗粒不需要冰箱储存和极其稳定的高温(25]。

亚利桑那大学的研究人员创造了一个nanotherapeutic当注册的银行独立委员会(免疫检查点封锁)治疗可以消除大部分临床治疗晚期转移性困难结肠直肠癌和黑色素瘤肿瘤(26]。

慕尼黑工业大学的科学家们已经开发出空心基于DNA nano-objects捕获病毒并使其无害的。这已经被测试乙型肝炎病毒和腺病毒,科学家们认为它可以证明成功的反电晕病毒这将是一个很大的突破目前的情况(27]。

在印度,研究人员已经开发出一种管理多烯紫杉醇药物治疗乳腺癌。多西他赛是不溶于水,使其高毒性,可以对周围器官造成影响,所以管理通过nanomicelles更具体,只杀死目标肿瘤细胞在不影响附近的器官。

纳米机器人的优点和缺点

一些使用纳米机器人的优点医学科学如下

•最小的组织损伤

•减少恢复时间

•减少治疗后的护理

•持续的监控是可能的

•低成本和快速康复

•可以引导或程序仅针对特定的细胞

•提供药物/健康细胞容易在体内任何位置

•很容易分解和排泄后做它的工作

•使用纳米机器人的一些缺点如下

•由于其新颖的形状、大小、物理和化学性质,纳米颗粒造成职业危害风险的工人。疾病预防控制中心的一份报告称,目前的研究旨在评估纳米颗粒的毒性和科学家也在研究纳米颗粒和生物系统之间的交互体外。

•还有纳米机器人的未来发展和自我复制的风险

•纳米颗粒的释放到环境的风险也被评估

•使用纳米机器人,就业机会会减少作为姑息治疗将不再需要在大多数情况下。

•纳米机器人也容易被攻击任何相同的声波频率可以重新编程的机器人可能会导致灾难性的后果。

•有一些伦理问题围绕着纳米机器人,例如,一个纳米机器人程序员可以重新编程机器人偷窃别人的DNA。

结论

今天我们站在一个纳米时代的黎明,势在必行患者安全持有至关重要。通过本文,我们看到了巨大的潜力,纳米技术以及与它相关联的潜在风险是至关重要的,我们尽量减少风险和效益最大化,这是可能的通过广泛的科学研究和公众信任科学源于透明、开放的讨论和合作。与大国责任重大…。纳米技术无疑是一个革命性的技术,世界将目睹在日常生活在不久的将来,但它可以产生巨大的不利影响,如果它落入坏人之手,所以应该有一个特殊的加密方法和严格的法律来确保公共安全。纳米技术的概念已经被普及群众通过电影《终结者,铁人,GI Joe:眼镜蛇的崛起,等等。这的确是不可思议,看看纳米技术不仅可以应用在医学但几乎所有其他字段从农业电子,航空航天纺织品。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

引用

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