[發(fā)明專利]仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010656827.3
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111921072B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪敬;童康成;李永;鄭軍強
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: A61M31/00
• 分類號: A61M31/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，包括機器人運送膠囊，其特征在于：還包括定位引出磁場供給裝置、振蕩磁場供給裝置和置于機器人運送膠囊內(nèi)的多個微型機器人；所述機器人運送膠囊的頭部外凸球面段開設(shè)有膠囊出口，尾部內(nèi)凹球面段開設(shè)有膠囊入口；膠囊出口和膠囊入口處均覆蓋有醫(yī)用明膠薄膜；機器人運送膠囊的頭部和尾部內(nèi)壁均固定有磁性材料；

所述的微型機器人包括頭部外殼、藥囊、尾絲觸發(fā)開關(guān)、尾翹、尾絲和控制開關(guān)；頭部外殼朝向機器人運送膠囊的頭部；藥囊置于頭部外殼內(nèi)；所述的藥囊由內(nèi)外兩層呈橢球形的聚氨酯材料薄膜固連而成，兩層聚氨酯材料薄膜之間的密閉空腔內(nèi)設(shè)有金屬網(wǎng)，并充有空氣；所述的頭部外殼由等邊三角形骨架固連而成；所述等邊三角形骨架的材料采用生物活性陶瓷；所述尾翹的頭端與頭部外殼的其中一個等邊三角形骨架固定，該等邊三角形骨架內(nèi)側(cè)面設(shè)有感應(yīng)線圈；頭部外殼外側(cè)設(shè)有沿周向均布的三個尾絲觸發(fā)開關(guān)；所述的尾絲觸發(fā)開關(guān)包括銀柱和三角卡板；銀柱和三角卡板均與頭部外殼固定，且銀柱外包裹有聚氨酯材料薄膜；感應(yīng)線圈與金屬網(wǎng)以及三個尾絲觸發(fā)開關(guān)的銀柱通過引線串聯(lián)；尾翹的氣道入口與藥囊的內(nèi)層聚氨酯材料薄膜以內(nèi)的空腔連通，控制開關(guān)設(shè)置在尾翹的氣道出口處；所述的尾絲包括兩根生物活性陶瓷棍，頭部生物活性陶瓷棍的尾端與尾部生物活性陶瓷棍的頭端通過柔性鉸鏈鉸接；三條尾絲與三個尾絲觸發(fā)開關(guān)在周向位置上一一對應(yīng)；尾絲的尾部生物活性陶瓷棍尾端與尾翹通過柔性鉸鏈鉸接；頭部生物活性陶瓷棍的自由端端面固定嵌有經(jīng)磁化后的磁性材料；尾絲完全展開狀態(tài)下，尾絲的兩根生物活性陶瓷棍呈折疊狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述機器人運送膠囊的外徑為6mm，長為15mm；膠囊出口的直徑為1.3mm，膠囊入口的直徑為1.5mm；所述外凸球面段和內(nèi)凹球面段的直徑均為3mm；頭部外殼為20面體；所述等邊三角形骨架的邊長為0.8mm，厚為0.05mm；所述的尾翹為中空的圓柱形，外徑為0.5mm，內(nèi)徑為0.45mm，高為2.0mm；兩根生物活性陶瓷棍的橫截面均為邊長0.02mm的正方形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述的機器人運送膠囊、三角卡板和柔性鉸鏈均采用聚氨酯材料，尾翹采用生物活性陶瓷材料，感應(yīng)線圈、金屬網(wǎng)和引線的材料均為銀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述連接銀柱的引線由等邊三角形骨架開設(shè)的過孔穿過，與銀柱的內(nèi)端面連接；連接金屬網(wǎng)的引線由藥囊開設(shè)的過孔穿過，且藥囊的過孔處做密封處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述尾翹的內(nèi)壁開設(shè)有超疏水微結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述三條尾絲上的磁性材料在尾絲完全展開狀態(tài)下的磁場方向兩兩垂直。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述的尾絲完全展開狀態(tài)下，兩根生物活性陶瓷棍的夾角為80°，尾部生物活性陶瓷棍與尾翹的尾部端面夾角為45°，以三條尾絲的頭部生物活性陶瓷棍自由端為頂點的三角形外接圓半徑為1.4mm～1.6mm；尾絲完全收攏狀態(tài)下，兩根生物活性陶瓷棍的夾角為3°，尾部生物活性陶瓷棍與尾翹的尾部端面夾角為75°。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述的控制開關(guān)由沿周向均布的三片扇形片組成；扇形片的圓弧部分與尾翹通過銜接塊連接；扇形片的材料采用生物活性陶瓷，銜接塊采用聚氨酯材料；扇形片的圓心角為120°；未受約束狀態(tài)下，三片扇形片貼緊接觸，將尾翹的的氣道出口封閉。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人，其特征在于：所述的定位引出磁場供給裝置由三軸赫姆霍茲線圈和三軸麥克斯韋線圈組成；所述的振蕩磁場供給裝置采用LC諧振電路。