Mikro és nanorobot koncepciók Készítette: Horváth Gergő Márton Gergely
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
Lentről-felfele tervezés (Bottom-up design) Összeállítás molekuláris komponensekből Vincenzo Balzani molecular devices and machines Kémiai vezérlésű molekuláris meghajtó
Lentről-felfele tervezés (Bottom-up design) Vincenzo Balzani molecular devices and machines Fény vezérlésű molekuláris meghajtó
Felülről-lefele tervezés (Top-down design) MEMS (Microelectromechanical systems ) eszközök - Si anizotróp marás tömbi megmunkálás - Rétegleválasztások - Ábrakialakítás fotolitográfiával - RIE (Reactive Ion Etchning) http://pro.corbis.com http://www.imperial.ac.uk
Felülről-lefele tervezés (Top-down design) Komplex MEMS eszközök - Rugós erőmérő -Gyorsulásérzékelő -Mikromotor ecee.colorado.edu Bradley J. Nelson, Micro/nanorobots
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
Megoldandó problémák Méret Biokompatibilitás Meghajtás Irányíthatóság Követhetőség Hasznos Teher Lehetséges megoldás hibrid rendszerek
Hibrid rendszerek Mesterséges és biológiai rendszerek integrálása pl. Magnetotaktikus baktériumok (MTB) mint hordozók magnetoszóma magnetit Flagellum
Irányítás, Meghajtás, Követhetőség Irányítás: külső mágneses térrel, magnetotaxis 0,5 Gauss erősségű tér MC-1 Magnetoszóma lánc
Irányítás, Meghajtás, Követhetőség Előnye: számítógéppel pontosan vezérelhető, előre megtervezhető útvonal
Irányítás, Meghajtás, Követhetőség Meghajtás: flagellumok segítségével: kb 200µm/s (mesterséges, forgó mágneses térrel hajtott csavar: 4,6µm/s) A két flagellum összesen kb 4.0-4.7 pn erőt fejt ki
Meghajtás, Irányítás, Követhetőség Követhetőség: a gyógyászatban használt MRI segítségével
Szintetikus és biológia rendszerek összekapcsolása A bakteriális hordozóra test-antitest kölcsönhatás segítségével bármilyen modult kapcsolhatunk antitest MC1
Amint a technológia lehetővé teszi nanorobotok létrehozását, új távlatok nyílhatnak meg a gyógyászatban. Köszönjük a figyelmet!
Referenciák KatarzynaBogunia-Kubik, MasaroniSugisaka, Frommolecularbiologytonanotechnologyand nanomedicine Biosystems 65, (2002) 123-138 Vincenzo Balzani,Alberto Credi, and Margherita Venturi, Molecular devices and machines Dipartimento di Chimica G. Ciamician, Universitŕ di Bologna, via Selmi 2 40126 Bologna, Italy http://www.origo.hu/tudomany/20090420-ostorral-uszo-bakterium-meretu-orvosi-mikrorobot.html 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 http://index.hu/tudomany/nano0621/ Y. Sun, B.J. Nelson, D.P. Potasek, E. Enikov: A bulkmicrofabricatedmulti-axiscapacitivecellularforcesensor using transverse comb drives, J. Micromech.Microeng. 12, 832 840 (2002)