[發明專利]一種微型機器人給藥裝置及給藥系統

有效

• 申請號: 202011314807.4
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112546406B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 陳鋼;溫露;王楚;郁航
• 申請（專利權）人: 廣東藥科大學
• 主分類號: A61K45/00
• 分類號: A61K45/00;A61M31/00;A61M37/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種微型機器人給藥裝置及給藥系統，包括結構系統、位于所述的結構系統內的動力系統以及活性分子；所述的結構系統為微管；所述的動力系統包括一級動力系統和二級動力系統；所述的一級動力系統和二級動力系統均包括相變物質，所述的一級動力系統的相變物質和二級動力系統的相變物質具有不同的聲致液滴蒸發特性；所述的一級動力系統用于實現微型機器人給藥裝置的自主運動，所述的二級動力系統用于遞送活性分子；所述的給藥系統包含所述的微型機器人給藥裝置及控制系統。本發明的給藥裝置具有二級發射能力，為遞送藥物主動連續克服生物屏障，從而直接遞送至靶部位提供可能；同時，具有生物相容性好，方向可控、安全性高等優點。

技術領域

本發明屬于藥物遞送領域。具體地，本發明涉及一種微型機器人給藥裝置及給藥系統。

背景技術

納米技術作為克服生理屏障的一種重要方法，可增強多種藥物的治療效果，但納米粒的遞送受到粒徑、表面修飾、親水性及其他物理化學特性的限制。Paul提出“魔法子彈”的假設后的一百多年間,一直激勵著藥學家們致力于開發研究“直接進入體內靶部位且只與靶標物相互作用的藥物”,這一概念得到了更廣泛和更深層次的擴展和延伸。微/納米機器人作為一種新穎的“魔法子彈”因其獨特的優勢引起了科學家們的廣泛興趣。微/納米機器人是指將能量(如電能、化學能等)轉化為動能的微納米級裝置，它為將診斷、治療藥物主動遞入病灶提供可能。微/納米機器人通常具有以下三個模塊：a)運輸模塊，將藥物遞送至靶部位；b)識別模塊，精確識別病灶部位信息并釋放藥物；c)荷載模塊，裝載有效治療量或診斷量的藥物。隨著研究者們對微/納米機器人的研究不斷深入，在識別、控制、優化生物相容性等方面都取得了顯著進展，呈現出廣闊的生物醫學應用前景。

目前微/納米機器人的推動機制主要分為燃料驅動與非燃料驅動。燃料驅動指通過外加因素催化微納米機器人內燃料的分解，產生氣泡，推動裝置運動，常用的驅動燃料如H₂O₂、酸/堿、脲酶等。如Au-Pt雙金屬納米棒形成原電池，電解H₂O₂溶液，可瞬間產生大量氣泡從而驅動裝置運動，具有速度快的優點，但存在壽命短，受環境限制等不足。非燃料驅動是指通過外加場力，如超聲波、磁場、電場等驅動微納米機器人的運動。例如，以自熱電泳為動力源的雙面介孔二氧化硅顆粒，在近紅外光照射下，在金半殼層上產生局域光熱效應進而形成熱梯度，產生的自熱泳動可以主動驅動納米馬達以快速移動，可遠程無線遙控微納米機器人的運動，但強激光易對生物樣品造成損傷。

盡管不同驅動機制下微納米機器人具有獨特的優點，但它們在體內的應用潛力仍面臨重大挑戰。其中包括穿透組織屏障和細胞膜所需的推力以及多次運動的能力。例如：以干化學分散劑為燃料的微型遞藥裝置，遇水產生氣泡作為驅動力，但內部燃料一次性耗盡且動力無法穿透組織，極大地限制其作為藥物運輸載體的功效。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種微型機器人給藥裝置。

本發明的另一目的在于提供一種微型機器人給藥系統。

本發明的另一目的在于提供所述的微型機器人給藥裝置的制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種微型機器人給藥裝置，包括結構系統、位于所述的結構系統內的動力系統以及活性分子；所述的結構系統為微管；所述的動力系統包括一級動力系統和二級動力系統；所述的一級動力系統和二級動力系統均包括相變物質，所述的一級動力系統的相變物質和二級動力系統的相變物質具有不同的聲致液滴蒸發特性；所述的一級動力系統用于實現微型機器人給藥裝置的自主運動，所述的二級動力系統用于遞送活性分子。

根據本發明所述的微型機器人給藥裝置是指在空間、時間及劑量上全面調控活性分子在生物體內分布的技術體系。其目標是為了在恰當的時機將適量的活性分子遞送到正確的位置，從而增加活性分子的利用效率，提高療效，降低成本，減少毒副作用。

所述的微管優選為磁性微管；更優選為氨基功能化的磁性微管。