Mikro és nanorobot koncepciók. Horváth Gergő Márton Gergely

Átírás

1 Mikro és nanorobot koncepciók Készítette: Horváth Gergő Márton Gergely

2 Nanorobotok alatt mikroszpókikus méretű robotokat értünk, melyeket specifikus feladatok végrehajtására terveztek. (Leendő) alkalmazások? Kemoterápia Mesterséges vörösvértest Érfal-tisztítás Megvalósítás Mesterséges -Lentről-felfelé tervezés (bottom-up design), molekulákból Biológiai Katarzyna, Biosystems 65, (2002) -Fentről-lefelé tervezés (top-down design), egykristályból v. egyéb hordozóból

3 Lentről-felfele tervezés (Bottom-up design) Összeállítás molekuláris komponensekből Vincenzo Balzani molecular devices and machines Kémiai vezérlésű molekuláris meghajtó

4 Lentről-felfele tervezés (Bottom-up design) Vincenzo Balzani molecular devices and machines Fény vezérlésű molekuláris meghajtó

5 Felülről-lefele tervezés (Top-down design) MEMS (Microelectromechanical systems ) eszközök - Si anizotróp marás tömbi megmunkálás - Rétegleválasztások - Ábrakialakítás fotolitográfiával - RIE (Reactive Ion Etchning)

6 Felülről-lefele tervezés (Top-down design) Komplex MEMS eszközök - Rugós erőmérő -Gyorsulásérzékelő -Mikromotor ecee.colorado.edu Bradley J. Nelson, Micro/nanorobots

7 Felülről-lefele tervezés (Top-down design) A zürichi ETH (műszaki főiskola) által kifejlesztett mikrorobot -egy apró feji rész -ahhoz kapcsolódó, a baktériumok ostorát utánzó spirál. -változó mágneses tér hatására halad előre a folyadékban

8 Megoldandó problémák Méret Biokompatibilitás Meghajtás Irányíthatóság Követhetőség Hasznos Teher Lehetséges megoldás hibrid rendszerek

9 Hibrid rendszerek Mesterséges és biológiai rendszerek integrálása pl. Magnetotaktikus baktériumok (MTB) mint hordozók magnetoszóma magnetit Flagellum

10 Irányítás, Meghajtás, Követhetőség Irányítás: külső mágneses térrel, magnetotaxis 0,5 Gauss erősségű tér MC-1 Magnetoszóma lánc

11 Irányítás, Meghajtás, Követhetőség Előnye: számítógéppel pontosan vezérelhető, előre megtervezhető útvonal

12 Irányítás, Meghajtás, Követhetőség Meghajtás: flagellumok segítségével: kb 200µm/s (mesterséges, forgó mágneses térrel hajtott csavar: 4,6µm/s) A két flagellum összesen kb pn erőt fejt ki

13 Meghajtás, Irányítás, Követhetőség Követhetőség: a gyógyászatban használt MRI segítségével

14 Szintetikus és biológia rendszerek összekapcsolása A bakteriális hordozóra test-antitest kölcsönhatás segítségével bármilyen modult kapcsolhatunk antitest MC1

15 Amint a technológia lehetővé teszi nanorobotok létrehozását, új távlatok nyílhatnak meg a gyógyászatban. Köszönjük a figyelmet!

16 Referenciák KatarzynaBogunia-Kubik, MasaroniSugisaka, Frommolecularbiologytonanotechnologyand nanomedicine Biosystems 65, (2002) Vincenzo Balzani,Alberto Credi, and Margherita Venturi, Molecular devices and machines Dipartimento di Chimica G. Ciamician, Universitŕ di Bologna, via Selmi Bologna, Italy Flagellated Bacterial Nanorobotsfor Medical Interventions in thehuman Body, SylvainMartel, SeniorMember, IEEE, Ouajdi Felfoul, Student Member, IEEE, and Mahmood, Mohammadi, 2008 Nano-robotics& BiomedicalApplications, World TranshumanistAssociation, Dr. Oliver C. Ezechi,MBB5,MPA,FwACS,FMCOG. Micro/nanorobots, Bradley J. Nelson, Lixin Dong, Fumihito Arai Y. Sun, B.J. Nelson, D.P. Potasek, E. Enikov: A bulkmicrofabricatedmulti-axiscapacitivecellularforcesensor using transverse comb drives, J. Micromech.Microeng. 12, (2002)