專利名稱：用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人及其操作方法和使用所述機器人的治療方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用作醫(yī)療應用的基于細菌的微型機器人、操作所述機器人的方法及使 用所述機器人的治療方法。更優(yōu)選地，本發(fā)明涉及能利用各種細菌特性包括運動性、識別 力、熒光性和熱效應的基于細菌的微型機器人?？梢酝ㄟ^基因改造使細菌發(fā)生突變以呈現(xiàn) 這些特性，從而使微型機器人可應用于病灶的治療。
背景技術：
已有人建議將醫(yī)療微型機器人用于諸如圖1所示消化道的檢查和治療，及用于諸 如圖2所示血管內(nèi)治療。通常，微型機器人110包括含有定位信息提供單元120、驅(qū)動單元130、治療單元 140、機器人控制單元150、數(shù)據(jù)傳送/接收單元160、無線電功率接收單元170、傳感單元 180和功率單元190的各種組件。在這些組件中，驅(qū)動單元130、傳感單元180和功率單元190是最重要的。由于微型機器人的內(nèi)在特性，對驅(qū)動單元130、傳感單元180和功率單元190的的 尺寸有嚴格的限制。例如，在大多數(shù)情況下，驅(qū)動單元130所用的微型發(fā)動機的尺寸一般為1 2mm。此外，諸如形狀記憶合金和EAP (電活性聚合物)的智能材料可以用于構建微型機 器人，但是有一定的局限性。對于功率單元190，一般需要使用電池。然而，由于其自身的尺寸限制，微型機器人 很難裝配有足夠能量的電池。為了解決這些問題，人們對在微型機器人中使用生物細胞，尤其是使用自發(fā)性收 縮的心肌細胞進行了研究。在這種情況下，在微結(jié)構中培養(yǎng)心肌細胞以給予收縮力。更有 利的是，心肌細胞的這種收縮力可以為各種功能提供驅(qū)動力。然而，很難控制心肌細胞驅(qū)動的微系統(tǒng)和確定保持心肌細胞收縮力的適當條件。尤其是，當將心肌細胞驅(qū)動的微系統(tǒng)應用到機體時，它們會遭受誘導免疫應答這 樣的不利因素。
發(fā)明內(nèi)容
技術問題因此，本發(fā)明致力于解決本領域的上述技術問題，本發(fā)明的一個目的是提供用于 醫(yī)療的基于細菌的微型機器人，其可通過細菌鞭毛的運動來推進，并能通過細菌識別病灶 的能力定向作用于靶病灶，靶向到病灶的微型機器人的個數(shù)可以被監(jiān)測到，并且能通過在 病灶中細菌自身分裂增殖來直接或間接治療病灶。技術方案本發(fā)明的一個目的是提供用于醫(yī)學檢查和治療的基于細菌的微型機器人(400)，其包括設計用于攜帶和釋放藥物的膠囊型微結(jié)構；和附著在微結(jié)構外周和后側(cè)的細菌， 具有自行推進的鞭毛或允許朝各個方向運動的鞭毛，這些鞭毛能識別受影響的環(huán)境或細 胞，以便將微型機器人引導到病灶處，所述微結(jié)構包括采樣口，位于微結(jié)構外壁，用于采集血樣注入其中；試劑單元，用于儲存和流出試劑，在采集血樣并將其引入微結(jié)構時，提前檢測與靶 病灶的反應；混合單元，用于將來自采樣口的血樣與試劑單元中的試劑混合；診斷單元，用于分析血樣與試劑的反應結(jié)果；控制單元，用于根據(jù)診斷單元的分析結(jié)果確定施用的治療；藥物單元，用于根據(jù)控制單元的指令流出藥物；和釋放單元，通過使用泵，用于將從藥物單元流出的藥物遞送到病灶中。在微型機器人中，細菌具有自行推進的鞭毛，并附著在微結(jié)構的外周。因此，微型 機器人可以隨著細菌的運動被定向到病灶處，并根據(jù)細菌自身的運動性和識別力搜索病 灶。并且，當?shù)竭_靶病灶時，微型機器人向病灶釋放藥物，并使細菌在病灶中增殖，從而治療 疾病。本發(fā)明還提供了用于治療疾病的基于細菌的微型機器人，通過響應病灶的診斷分 析，將藥物釋放到病灶，并在病灶中使細菌增殖來除去病灶。本發(fā)明提供了采用用于醫(yī)學檢查和治療的、基于細菌的微型機器人的治療方法， 該方法包括通過使用具有運動性和識別力的細菌，將微型機器人向病灶推進；當通過細菌將微型機器人定位在病灶時，通過采樣口采取血樣；當將血樣通過采樣口引入到微型機器人中時，從試劑單元流出用于與病灶反應的 試劑；在混合單元中，抽取采樣口的血樣，并與來自試劑單元的試劑混合；將混合單元的血液與試劑的混合物轉(zhuǎn)移到診斷單元中，分析混合物。根據(jù)診斷單元的分析結(jié)果在控制單元確定治療方式，并發(fā)送控制信號；根據(jù)控制單元的信號從藥物單元釋放藥物；及在泵的輔助下，通過釋放單元將藥物噴涂在外部病灶處。有益效果此外，本發(fā)明的微型機器人中使用的細菌適合保存在微結(jié)構中，并可以通過基因 改造來識別和向靶病灶移動，以執(zhí)行各種治療功能(藥物遞送、siRNA和增殖)。基于同時作為驅(qū)動器和傳感器的基因改造的細菌200，由于其自身的運動性和識 別力，可使微型機器人微型化。此外，由于細菌的運動性和識別力，本發(fā)明基于細菌的微型機器人能夠直接到達 靶病灶，因此比傳統(tǒng)的治療方法能更高效地局部治療病灶。此外，通過藥物釋放、siRNA的 生長抑制和細菌熱效應，可將本發(fā)明的微型機器人設計成在外部和內(nèi)部治療靶病灶。因此， 預期本發(fā)明的微型機器人能提供新的和有效的靶點治療方法。
圖1為消化道中用于醫(yī)學檢查的傳統(tǒng)微型機器人的照片。圖2為用于血管內(nèi)治療的傳統(tǒng)微型機器人的示意圖。圖3為本發(fā)明用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人系統(tǒng)的視圖。圖4為本發(fā)明用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人系統(tǒng)的示意圖。圖5為本發(fā)明用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人操作方法的框圖。圖6為通過使用siRNA合成細菌來抑制癌癥生長的微結(jié)構的示意圖，該微結(jié)構根 據(jù)本發(fā)明一個實施方案在用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人中應用。圖7為通過使用藥物活化酶合成細菌來釋放藥物的微結(jié)構的示意圖，該微結(jié)構根 據(jù)本發(fā)明另一個實施方案在用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人中應用。圖8為使用siRNA和酶合成細菌的微結(jié)構的示意圖，該微結(jié)構根據(jù)本發(fā)明進一步 實施方案在用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人中應用。附圖中主要數(shù)字的說明
200細菌202 鞭毛
210siRNA細菌220 酶合成
300微結(jié)構310采樣口
320試劑單元330混合單元
340診斷單元350控制單元
360藥物單元362藥物
370泵380釋放口
392腔室394腔室1
396腔室2398微型閥
400微型機器人
具體實施例方式本發(fā)明的一個方面提供了用于醫(yī)學檢查和治療的基于細菌的微型機器人，其包 括設計用于攜帶和釋放藥物的膠囊型微結(jié)構；和附著在微結(jié)構外周和后側(cè)的細菌，具有 自行推進的鞭毛或允許朝各個方向運動的鞭毛，這些鞭毛能識別受影響的環(huán)境或細胞，以 便將微型機器人引導到病灶處，其中所述微型機器人能夠選擇性地將藥物遞送到病灶處， 并允許細菌在病灶中增殖，以便治療病灶。在基于細菌的微型機器人中，附著在膠囊型微結(jié)構外周和后側(cè)的細菌具有向病灶 運動的運動能力并能識別病灶，所述微結(jié)構包括采樣口，位于微結(jié)構外壁，用于采集血樣注入其中；試劑單元，用于儲存和流出試劑，在采集血樣并將其引入微結(jié)構時，提前檢測與靶 病灶的反應；混合單元，用于將來自采樣口的血樣與試劑單元中的試劑混合；診斷單元，用于分析血樣與試劑的反應結(jié)果；控制單元，用于根據(jù)診斷單元的分析結(jié)果確定施用的治療；
藥物單元，用于根據(jù)控制單元的指令流出藥物；和釋放單元，在泵的輔助下，用于將從藥物單元流出的藥物遞送到病灶中。本發(fā)明的另一個方面提供了用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人，設計通過將藥物 釋放到病灶從外部治療靶病灶，以及通過允許細菌在病灶中增殖從內(nèi)部治療靶病灶。下文將參照附圖具體描述本發(fā)明的實施方案。下文將參照附圖具體描述本發(fā)明的實施方案。在描述附圖中所示與實施方案有關的發(fā)明之前，我們的本意是本發(fā)明不限于說明 書的任何具體細節(jié)，除另有規(guī)定外，應被理解為包含在本發(fā)明所附權利要求的精神和范圍 內(nèi)。目前描述的被認為是本發(fā)明中優(yōu)選的實施方案，將理解為可對其作出各種修改， 目的是涵蓋于所附的權利要求中，所有的修改都將落入本發(fā)明真實的精神和范圍內(nèi)。參考圖3，所示為本發(fā)明用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人系統(tǒng)。在這幅圖中可見，本發(fā)明的微型機器人400利用了細菌200的特性，包括運動性、 識別力、熒光性、熱效應等。首先，細菌200可以利用鞭毛202來自行推進。同時細菌200能夠識別受影響的 環(huán)境或細胞。另外，細菌200可以表達熒光。其次，細菌200可以治療疾病(例如某些類型 的癌癥)。此外，細菌200對機體的免疫應答不敏感。而且，細菌200能通過自身分裂增加 其種群規(guī)模。最后，細菌200能通過基因改造給出上述特性。利用細菌200的這些特性，本發(fā)明用于醫(yī)療的微型機器人400以細菌200為基礎。也就是說，在細菌200的基礎上構建了本發(fā)明的微型機器人，所述細菌具有能向 各個方向運動的鞭毛，能識別受影響的環(huán)境或細胞并到達病灶，能表達可定量檢測的熒光， 對機體的免疫應答不敏感，通過自身分裂增殖，直接或間接地治療疾病。在本發(fā)明的微型機器人400中，能夠通過鞭毛進行推進的細菌200，沿著外周附著 在膠囊形式的微結(jié)構上。從而，微型機器人400利用細菌200的運動性和識別力來搜索并 移向病灶，用細菌200本身和通過向靶病灶釋放化學藥物362來治療疾病。圖4為本發(fā)明用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人。如這幅圖所示，用于醫(yī)學檢查和治療的微型機器人400包括膠囊形式的微結(jié)構 300，細菌200附著在它的后側(cè)和周圍。附著在微型機器人400外壁的細菌200具有運動性并能識別病灶。在細菌200附著在其外周的微型機器人400中，在微結(jié)構300的外壁上提供了用 于采集血樣的采樣口 310。當采集血樣并將其引入微結(jié)構時，在采樣口 310相鄰位置的試劑 單元320流出試劑，以提前檢測與靶病灶的反應。而且，微型機器人400的結(jié)構包括用于將采樣口 310的血樣與試劑單元320的試 劑混合的混合單元330，用于分析血樣與試劑的反應結(jié)果的診斷單元340，用于根據(jù)診斷單 元340的分析結(jié)果確定施用治療的控制單元350，用于根據(jù)控制單元350的指令流出藥物 362的藥物單元360。提供了釋放單元380，在泵370的輔助下，將從藥物單元360流出的藥 物362遞送到病灶中。在該結(jié)構中，由于附著在膠囊型微結(jié)構外周和后側(cè)的細菌，能通過鞭毛運動來推 進并能識別環(huán)境和靶病灶，因此微型機器人400可被推進并定向到靶病灶。一旦到達靶病
7灶，微型機器人400可通過向靶病灶釋放藥物362和利用細菌200的治療作用來治療疾病。細菌200的運動性歸因于專用的鞭毛202的運動，它的旋轉(zhuǎn)可導致整個細菌螺旋 狀前進。所述鞭毛的長度大約為10，000納米，直徑大約為20納米。為了鞭毛202的機械運動，細菌200利用了培養(yǎng)基的化學能。細菌200的運動性作為基于細菌的微型機器人400的驅(qū)動力。原理上，所選擇的 用在所述微型機器人的細菌必須具有高運動性?；蚋脑炜僧a(chǎn)生具有高運動性的菌種。此外，一般地，附著在微型機器人微結(jié)構的細菌200經(jīng)基因改造后，能抵抗免疫應 答。因此，盡管會受到細胞的攻擊，基因改造的細菌200能夠?qū)⑽⑿蜋C器人400安全地移動 到靶病灶。在機體中，細菌一般對誘導免疫應答的巨噬細胞敏感，并能被其殺死。因此，本發(fā) 明的細菌200必須經(jīng)基因改造使其對免疫應答不敏感，以便將微結(jié)構引導到靶病灶。不管存在什么細胞攻擊，顯示這些特性的、附著在微結(jié)構外周和后側(cè)的細菌200 都能推進微型機器人400。進一步，本發(fā)明的微型機器人400利用了細菌識別受影響的環(huán)境和細胞的能力。再者，細菌200可以顯示趨化性、趨光性、趨磁性和/或趨氧性(厭氧的)。這些趨 向性在細菌識別靶病灶中起到關鍵性的作用，并可被用于調(diào)節(jié)細菌200的運動性。尤其是，趨化性不僅可以使細菌200搜索病灶，還能用于運送藥物362，因此使微 型機器人400能夠治療疾病。此外，由于細菌200能表達熒光，可以監(jiān)測微型機器人400，以便確定其在機體中 的位置并確定其是否到達靶病灶。因此，本發(fā)明所用的細菌200必須表達熒光蛋白。這種表達可以通過基因改造來 實現(xiàn)。由細菌200表達的熒光可以檢測微型機器人400在機體中的位置，從而能追蹤細 菌的運動路徑并確定病灶的位置。當?shù)竭_病灶時，附著在微型機器人400的細菌通過自身分裂，數(shù)量成幾何級增加， 從而攻擊病灶以治愈疾病。也就是說，盡管有很少量的細菌200到達病灶，但是它們的種群能呈幾何級數(shù)增 加到足以治療疾病的數(shù)量。而且，因為細菌200通過自身分裂增殖，它們?nèi)菀妆３謽嫿ㄎ⑿蜋C器人400所需的
一定數(shù)量。根據(jù)診斷單元340的分析，在借助細菌運動到病灶后，微型機器人通過將藥物362 噴涂到病灶上來治療疾病，而細菌200進入到病灶并在其中增殖起到了內(nèi)部治療的作用。優(yōu)選地，細菌200是那些能夠治療特定疾病(例如癌癥)的細菌。因此，細菌200 對于由癌細胞群特異性表達的化學藥物具有趨化性。在多數(shù)情況下，巨噬細胞的攻擊能殺死細菌。然而，已知癌癥細胞的內(nèi)部空間是細 菌的安全區(qū)。因此，細菌200能在癌癥細胞的空間內(nèi)安全地增殖。隨著細菌200種群數(shù)量 的增加，癌細胞群則減少。上述提及的特性是某些細菌固有的性質(zhì)，或者可以通過基因改造賦予細菌200。此 外，基因工程技術可激活或滅活這些特性。
因為這些特性能通過基于現(xiàn)有技術的操作實施到細菌200中，所以基因工程的細 菌200以優(yōu)選的方式用于構建本發(fā)明的微型機器人400。圖5顯示了本發(fā)明用于醫(yī)學檢查和治療的微型機器人400的逐步操作方式。S10 首先，通過采用具有運動性和識別力的細菌200將微型機器人400向病灶推 進；S20 當通過細菌200定位到病灶時，微型機器人400通過采樣口采集血樣；S30 通過采樣口 310將血樣引入到微型機器人400中，試劑單元320流出用于與 病灶反應的試劑；S40 然后，來自采樣口 310的血樣和來自試劑單元320的試劑被吸入并在混合單 元330中混合；S50 下一步，血液和試劑產(chǎn)生的混合物從混合單元330轉(zhuǎn)移到診斷單元340，并在 其中進行分析；S60 隨后，控制單元350根據(jù)診斷單元340的分析結(jié)果確定治療方案，并發(fā)送控制
信號；S70 根據(jù)控制單元350的信號，藥物單元釋放藥物362 ；S80 在泵370的輔助下，通過釋放單元380，藥物362被覆蓋噴涂到病灶的外部。微型機器人400利用賦予細菌400的各種特性，對病灶產(chǎn)生治療功能。如前所述，本發(fā)明的微型機器人400可由具有運動性和靶病灶識別力的細菌200 驅(qū)動，因此通過采用細菌200來調(diào)控其運動。在泵370的輔助下，微型機器人400從靶病灶 周圍的環(huán)境中采集血樣，并將樣本與試劑在混合單元330中混合，以鑒別靶病灶。樣本與試 劑的反應結(jié)果在微流體結(jié)構中被分析后，控制單元會產(chǎn)生信號并將其發(fā)送到藥物單元，以 在泵的輔助下將釋放藥物362到病灶。此外，細菌200進入病灶并在其中增殖以治療病灶。在本發(fā)明的一個具體實施方案中，基于細菌的微型機器人400通過附著其上的細 菌200被推至靶病灶，細菌在病灶中增殖以對病灶實施醫(yī)療。參照圖6，其示出采用本發(fā)明實施例限定的帶有基因改造的siRNA細菌210的微型 機器人400治療癌癥的方法。為此，將能被轉(zhuǎn)錄到siRNA的基因插入到細菌200中以生產(chǎn)siRNA細菌210。微結(jié)構300的結(jié)構具有腔室392，里面的siRNA細菌201可以受到保護，并且從中 可通過通道向外分泌siRNA細菌210。因此，siRNA細菌210不會被巨噬細胞的攻擊阻斷。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以通過將細菌200附著到微結(jié)構300的外周和后側(cè)來 構建微型機器人400，所述微結(jié)構300包括腔室，基因改造的siRNA細菌210被限定在該腔 室內(nèi)。當微型機器人通過細菌200的自行推進作用到達靶病灶時，siRNA細菌210被釋放 并發(fā)揮除去病灶的功能。參照圖7，其示出通過采用微型機器人400治療病灶的方法，所述微型機器人400 具有根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案提供的酶合成細菌220。該方法采用化學品作為靶病灶的 直接治療藥。一般地，在全身施用時，抗癌藥物都會有明顯的副作用。在治療策略中，通過將抗癌藥物連接到某個分子而使其化學滅活，滅活的抗癌藥 物移向癌細胞周圍，然后破壞該連接來激活抗癌藥物。因此，毒性抗癌藥物以高濃度僅選擇性地向癌細胞轉(zhuǎn)移。根據(jù)該策略，如圖7所示，化學滅活的分子被固定在第一腔室394的壁上并與藥物 相連接。培養(yǎng)能表達酶、且能激活藥物的酶合成細菌220。將這些培養(yǎng)的酶合成細菌220放
置在第二腔室中。細菌200附著在以這種方式組成的微結(jié)構300的外壁上。當?shù)竭_靶病灶時，微結(jié) 構300打開微型閥398。酶合成細菌220從第二腔室396移向第一腔室394，酶從細菌220中分泌出來，破 壞藥物與化學滅活的分子之間的連接，因此將滅活的前體_藥物轉(zhuǎn)化成有活性的藥物362。 最后，藥物362從微結(jié)構300中集中釋放到病灶。此處，微結(jié)構300具有保護酶合成細菌 220免于被吞噬的功能，并作為細菌200和藥物362的巢，以及作為轉(zhuǎn)移酶和藥物的通道。參照圖8，其示出根據(jù)本發(fā)明進一步的實施方案，通過將siRNA與酶合成細菌220 聯(lián)用治療病灶的方法。對此，細菌經(jīng)過基因改造能同時產(chǎn)生siRNA和激活酶。當從細菌中分泌的酶用于激活藥物362時，siRNA被用于抑制癌細胞的生長。因 此將細菌附著到構造的微結(jié)構300外壁上。通過細菌200移至靶病灶后，操作微型機器人 400在病灶附近打開微型閥398。該方法的特征是采用siRNA、用藥物362化療和通過細菌 在病灶中增殖治療這三種抑制癌癥的方式醫(yī)療。在該實施方案中，微型機器人400包括微結(jié)構，細菌200附著在其外周和后側(cè)，通 過細菌200的鞭毛運動移向靶病灶。微結(jié)構設計成具有第一腔室394和第二腔室396，所述 腔室分別作為化學滅活的藥物362以及siRNA和酶合成細菌220的保存器，在靶病灶的附 近打開微型閥398，將siRNA和酶合成細菌220從第二腔室396移向第一腔室394，酶從細 菌中分泌出來破壞藥物與化學滅活的分子之間的連接。然后，由此激活的藥物362被釋放 到微結(jié)構300的外部來治療病灶。如上所述，本發(fā)明的微型機器人400可具有兩種或多種治療方式，包括對受影響 細胞有毒性的藥物362，和附著其上的細菌200。而且，通過利用細菌200的運動性和識別力，微型機器人400被推向靶病灶，并將 藥物362選擇性地輸送到病灶，以便在到達病灶后有效地治療疾病。由于細菌的熒光作用，能夠監(jiān)測微型機器人在機體中的位置，以及其是否準確地 到達靶病灶。與從微型機器人400中覆蓋噴涂到病灶上的藥物362聯(lián)用，細菌200在疾病的治 療中起到了治療的作用。也就是，細菌進入病灶并在病灶中增殖來除去病灶。因此，藥物362從外部攻擊病灶，而細菌200在病灶內(nèi)部執(zhí)行治療功能。本發(fā)明用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人400利用細菌對受影響環(huán)境和細胞的 識別力，靶向并移向病灶，利用細菌的熒光表達分析靶向到病灶的微型機器人的數(shù)量，還利 用細菌對免疫應答的不敏感性和通過細菌200的自我分裂增殖，直接或間接地治療病灶。進一步，在本發(fā)明微型機器人400中應用的細菌200能適當?shù)乇３衷谖⒔Y(jié)構300 上，并可以通過基因改造來識別和移向靶病灶，實現(xiàn)各種治療功能(藥物遞送、siRNA和增 殖)?；诨蚋脑斓募毦?該細菌還可因其運動性和識別力而作為驅(qū)動器和傳感器)，還可使微型機器人400微型化。 上述發(fā)明對優(yōu)選的實施方案進行了描述。然而本領域的技術人員還將認識到，這 些實施方案還存在許多變化。這些變化都包含在本發(fā)明及所附權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
一種用于醫(yī)學檢查和治療的基于細菌的微型機器人(400)，包括膠囊型微結(jié)構(300)，設計用于攜帶和釋放藥物(362)；和細菌(200)，附著在所述微結(jié)構(300)外周和后側(cè)，具有自行推進的鞭毛或多個鞭毛(202)，能向各個方向運動，所述細菌能識別受影響的環(huán)境或細胞以將所述微型機器人(400)引導至病灶，其中所述微型機器人能選擇性地向所述病灶遞送所述藥物(362)，及允許細菌(200)在所述病灶中增殖，以便治療所述病灶。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于細菌的微型機器人(400)，其中附著在所述膠囊型微結(jié) 構(300)外周和后側(cè)的所述細菌(200)具有運動性且能識別病灶，所述膠囊型微結(jié)構(300) 包括采樣口(310)，位于所述微結(jié)構(300)外壁，用于采集血樣注入其中； 試劑單元(320)，用于儲存和流出試劑，在采集血樣并將其引入微結(jié)構時，提前檢測與 靶病灶的反應；混合單元(330)，用于將來自采樣口的血樣與試劑單元中的試劑混合； 診斷單元(340)，用于分析血樣與試劑的反應結(jié)果； 控制單元(350)，用于根據(jù)診斷單元(340)的分析結(jié)果確定施用的治療；及 藥物單元(360)，用于根據(jù)控制單元(350)的指令流出藥物；以及 釋放單元(380)，通過使用泵(370)，用于將從藥物單元(360)流出的藥物遞送到病灶中。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于細菌的微型機器人，其中附著在所述微結(jié)構(300)外周 和后側(cè)的所述細菌(200)經(jīng)過基因改造，能抵抗免疫應答，因此盡管存在細胞攻擊，也能確 保所述微型機器人(400)安全地移向所述靶病灶。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于細菌的微型機器人，其中所述細菌(200)能表達熒光蛋 白，該熒光蛋白用于檢測所述微型機器人(400)在機體中的位置，并能監(jiān)測所述微型機器 人(400)是否已到達所述病灶。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于細菌的微型機器人，其中附著在所述微結(jié)構外周和后側(cè) 的所述細菌(200)在到達病灶后，通過自身分裂，數(shù)量成幾何級增加，并因而攻擊所述病灶 以治愈疾病。
6.根據(jù)權利要求2所述的基于細菌的微型機器人，其中由所述細菌(200)引導至病灶 的所述微型機器人(400)，根據(jù)診斷單元(340)的分析，將藥物(362)噴涂到所述病灶，并且 所述細菌(200)進入病灶并在其中增殖以起到內(nèi)部治療的作用。
7.一種操作用于醫(yī)學檢查和治療的微型機器人的方法，包括S10 通過采用具有運動性和識別力的細菌(200)將所述微型機器人(400)向病灶推進；S20 當通過細菌(200)將微型機器人(400)定位到病灶時，通過采樣口(310)采集血樣；S30 通過采樣口(310)將血樣引入到微型機器人(400)時，從試劑單元(320)流出用 于與病灶反應的試劑；S40 抽取來自采樣口(310)的血樣和來自試劑單元(320)的試劑并在混合單元(330)中混合，以形成混合物；S50 將血液和試劑產(chǎn)生的混合物從混合單元(330)轉(zhuǎn)移到診斷單元(340)中，對所述 混合物進行分析；S60 在控制單元(350)中，根據(jù)診斷單元(340)的分析結(jié)果確定治療方案，并發(fā)送控制信號；S70 根據(jù)控制單元(350)的控制信號，從藥物單元(360)中釋放藥物(362)；以及S80 采用泵(370)，通過釋放單元(380)，將藥物(362)噴涂到外部病灶上。
8.一種采用用于醫(yī)學檢查和治療的基于細菌的微型機器人治療疾病的方法，包括采用細菌(200)將微型機器人(400)移向病灶，所述細菌附著在所述微型機器人的微 結(jié)構上，并經(jīng)過基因改造；在病灶中增殖所述細菌(200)，以起到內(nèi)部治療的作用。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中所述微結(jié)構包括儲藏siRNA細菌(210)的第一內(nèi) 部腔室，第一內(nèi)部腔室在所述病灶附近向外釋放由siRNA細菌(210)產(chǎn)生的siRNA，以發(fā)揮 治療功能。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中所述微結(jié)構包括儲藏化學滅活的藥物(362)的 第一內(nèi)部腔室(394)和儲藏酶合成細菌(220)的第二內(nèi)部腔室(396)，在所述病灶附近操作 所述微結(jié)構來打開微型閥(398)，使所述酶合成細菌(220)從第二腔室(396)移向第一腔室 (394)，在所述第一腔室(394)中由細菌分泌的酶激活化學滅活的藥物，并依次釋放到所述 病灶。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中所述微結(jié)構包括儲藏化學滅活的藥物(362)的 第一內(nèi)部腔室(394)以及儲藏siRNA和酶合成細菌(220)的第二內(nèi)部腔室(396)，在所述 病灶附近操作所述微結(jié)構來打開微型閥(398)，使所述酶合成細菌(220)從第二腔室(396) 移向第一腔室(394)，在所述第一腔室(394)中由細菌分泌的酶激活化學滅活的藥物，并依 次釋放到所述病灶，而由細菌產(chǎn)生的siRNA干擾所述病灶的受影響細胞的生長。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于醫(yī)療的基于細菌的微型機器人、其操作方法、以及使用所述機器人的治療方法?；诩毦奈⑿蜋C器人可以通過細菌的鞭毛運動來推進，通過細菌對病灶的識別能力定向到靶病灶，靶向到病灶的微型機器人的個數(shù)可以被監(jiān)測到，并且該微型機器人能通過細菌在病灶中的自身分裂增殖，直接或間接地治療病灶。所述細菌可以經(jīng)基因改造以抵抗免疫應答并產(chǎn)生抑制受影響細胞生長的物質(zhì)。
文檔編號A61B1/00GK101877994SQ200880016452
公開日2010年11月3日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權日2008年10月31日
發(fā)明者徐鐘模, 樸正烈, 樸錫澔, 樸鍾午, 洪榮振, 申興秀, 申鉉鐘, 趙東日, 閔政準 申請人:全南大學校產(chǎn)學協(xié)力團