[發明專利]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

• 申請號: 202010656827.3
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111921072B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 倪敬;童康成;李永;鄭軍強
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 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所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人及其控制方法。傳統給藥機械人無法精準靶向給藥，且無法攜帶多種藥物。本發明包括機器人運送膠囊、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的多個微型機器人；微型機器人包括頭部外殼、藥囊、尾絲觸發開關、尾翹、尾絲和控制開關。本發明方法：將機器人運送膠囊達到指定位置，然后將微型機器人由膠囊出口移出到機器人運送膠囊外，接著微型機器人釋放的尾絲貼緊指定表面，最后頂開控制開關給藥。本發明實現人體內精準定向給藥，且給藥速度可控，能實現多種藥物同時給藥。

技術領域

本發明屬于微型機器人技術領域，具體涉及一種仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人及其控制方法。

背景技術

靶向給藥是現代醫療技術中針對一些特殊疾病的治療理念之一，該理念在于使治療藥物直接濃集在病態細胞和病態組織間，減少因藥物在血液循環系統中的損失，減輕藥物帶來的副作用影響，是解決如癌癥等頑疾的一種有效方式。

T4噬菌體是一種由頭部、尾翹、尾絲等結構組成的細菌病毒，頭部包覆有遺傳物質，在侵染其宿主細胞——大腸桿菌時，尾絲吸附在大腸桿菌的細胞壁上的受體細胞上，尾釘切開大腸桿菌細胞壁、細胞膜，遺傳物質經尾翹進入大腸桿菌內部。

微型醫療機器人是一類正在顛覆傳統醫療手段的新型治療方式，其可以進入人體完成一系列治療過程，擁有更好的治療效果和更高的醫療前景。近年來隨著先進制造水平和先進新材料的誕生，微型機器人在醫療領域的應用范圍越來越大，研發更利于實現各種醫療目的、更可以深入人體的微型醫療機器人是該領域的重要前進方向。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種仿T4噬菌體的靶向給藥微型磁控機器人及其控制方法。

本發明仿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、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有膠囊出口，尾部內凹球面段開設有膠囊入口；膠囊出口和膠囊入口處均覆蓋有醫用明膠薄膜；機器人運送膠囊的頭部和尾部內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、尾絲觸發開關、尾翹、尾絲和控制開關；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；所述的藥囊由內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設有金屬網，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側面設有感應線圈；頭部外殼外側設有沿周向均布的三個尾絲觸發開關；所述的尾絲觸發開關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；感應線圈與金屬網以及三個尾絲觸發開關的銀柱通過引線串聯；尾翹的氣道入口與藥囊的內層聚氨酯材料薄膜以內的空腔連通，控制開關設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開關在周向位置上一一對應；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磁化后的磁性材料；尾絲完全展開狀態下，尾絲的兩根生物活性陶瓷棍呈折疊狀態。

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。

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，感應線圈、金屬網和引線的材料均為銀。