[發(fā)明專利]可降解診療機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810420112.0
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108837286B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖洪恩;張博語;張金榮
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: A61M31/00
• 分類號: A61M31/00;A61B1/04;A61B1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;黃爽

本發(fā)明提供一種可降解診療機器人，所述機器人的主體由無毒、可降解、可吸收的生物相容性材料制備而成，主體上至少設(shè)有一個具有表面介孔和腔體結(jié)構(gòu)的裝載單元以及與所述裝載單元相連的控制單元，所述裝載單元用于攜帶和釋放藥物，其內(nèi)部設(shè)有多個通道和腔室；所述控制單元由磁性納米材料制備而成，可根據(jù)外界磁場的變化產(chǎn)生形變和振動，從而擠壓裝載單元釋放藥物。本發(fā)明的診療機器人具有多種尺度、無毒、可降解、自主驅(qū)動、精準(zhǔn)靶向等優(yōu)點，與口服藥物或外科手術(shù)相比具有更高的精準(zhǔn)靶向性，副作用小。在臨床疾病的新型診斷和治療、外科敷料、藥物可控釋放、納米機器人等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物工程和醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體地說，涉及一種可降解診療機器人。

背景技術(shù)

目前臨床研究中所提及的機器人是從外科手術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，為大型裝置，多用來實現(xiàn)外科手術(shù)方式。而亞毫米機器人多使用不可降解的機械硬件或軟材料，在使用過程中與人體具有不可相容性，而且目前醫(yī)療中同一種器械或機器人具有比較單一的功能，診斷和治療方式分離，不能實現(xiàn)診療一體化。

藥物傳遞系統(tǒng)是目前生物工程的一個較為前沿的研究方向。通過對該系統(tǒng)的研究改進(jìn)，可以實現(xiàn)在特定部位的藥物緩釋。降低藥物毒副作用的同時提升藥物的藥效。然而目前的藥物遞送系統(tǒng)僅涉及材料與藥物的包裹與混合，通過人體內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)藥物遞送，在設(shè)計藥物遞送系統(tǒng)時需要認(rèn)真考慮載體的種類和劑量，高劑量的載體由于代謝不良和體內(nèi)殘留會引發(fā)機體毒性。

常規(guī)水凝膠具有較好的生物相容性和生物降解性，是近年來備受關(guān)注的材料。但其本身的力學(xué)性能較弱和制備過程中所帶來的毒副作用難以避免，使其難以作為藥物遞送系統(tǒng)的優(yōu)良載體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有的機器人系統(tǒng)以傳統(tǒng)機械硬件為主體用于外科手術(shù)治療，且機器人缺乏診斷和治療方式的有機結(jié)合，現(xiàn)有的藥物傳遞系統(tǒng)以材料研究為主和體內(nèi)被動運輸?shù)娜秉c，提供一種可降解診療機器人。

為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的可降解診療機器人，所述機器人的主體由無毒、可降解、可吸收的生物相容性材料制備而成，主體上至少設(shè)有一個具有表面介孔和腔體結(jié)構(gòu)的裝載單元以及與所述裝載單元相連的控制單元，所述裝載單元用于攜帶和釋放藥物，其內(nèi)部設(shè)有多個通道和腔室；所述控制單元由磁性納米材料制備而成，可根據(jù)外界磁場的變化產(chǎn)生形變和振動，從而擠壓裝載單元釋放藥物。

優(yōu)選地，所述機器人的表面至少設(shè)有一個識別單元，可以使機器人被外部造影設(shè)備檢測到用于機器人在體內(nèi)的定位，到達(dá)病灶位置后可以與細(xì)胞進(jìn)行特異性結(jié)合；所述識別單元由多種功能基團(tuán)組成。具有成像、引導(dǎo)和特異性識別的功能。

所述功能基團(tuán)包括但不限于特異性蛋白、酶、熒光標(biāo)記物或放射性物質(zhì)。

所述功能基團(tuán)與主體采用交聯(lián)劑或通過靜電吸附的方式連接。例如，胺基-胺基交聯(lián)劑、胺基-巰基交聯(lián)劑等。

優(yōu)選地，所述機器人還包括推進(jìn)單元，所述推進(jìn)單元為包覆磁性納米材料的生物相容性材料，推進(jìn)單元通過生物相容性材料與主體相連，并附著在機器人主體結(jié)構(gòu)外周，是鞭毛狀、螺旋狀、整體折疊型或多足型的3D結(jié)構(gòu)；所述3D結(jié)構(gòu)包含具有一定取向折疊和幾何分布的磁性納米材料，可通過外加磁場控制所述磁性納米材料的變形或擺動，從而控制機器人在體內(nèi)的位置和運動。

優(yōu)選地，所述裝載單元和控制單元共占機器人主體體積的1/3～1/2。

優(yōu)選地，所述推進(jìn)單元占機器人體積的1/3～1/2。

優(yōu)選地，所述控制單元設(shè)置在所述裝載單元的后側(cè)。外部產(chǎn)生快速變換的磁場控制磁性納米顆粒產(chǎn)生振動，從而觸發(fā)共振腔產(chǎn)生變形和持續(xù)振動，擠壓裝載單元通道使裝載材料釋放。

優(yōu)選地，控制單元與裝載單元的體積比為1/3～1/2。