[发明专利]用于医疗的基于细菌的微型机器人及其操作方法和使用所述机器人的治疗方法

说明书

技术领域

本发明涉及用作医疗应用的基于细菌的微型机器人、操作所述机器人的方法及使用所述机器人的治疗方法。更优选地，本发明涉及能利用各种细菌特性包括运动性、识别力、荧光性和热效应的基于细菌的微型机器人。可以通过基因改造使细菌发生突变以呈现这些特性，从而使微型机器人可应用于病灶的治疗。

背景技术

已有人建议将医疗微型机器人用于诸如图1所示消化道的检查和治疗，及用于诸如图2所示血管内治疗。

通常，微型机器人110包括含有定位信息提供单元120、驱动单元130、治疗单元140、机器人控制单元150、数据传送/接收单元160、无线电功率接收单元170、传感单元180和功率单元190的各种组件。

在这些组件中，驱动单元130、传感单元180和功率单元190是最重要的。

由于微型机器人的内在特性，对驱动单元130、传感单元180和功率单元190的的尺寸有严格的限制。

例如，在大多数情况下，驱动单元130所用的微型发动机的尺寸一般为1～2mm。

此外，诸如形状记忆合金和EAP(电活性聚合物)的智能材料可以用于构建微型机器人，但是有一定的局限性。

对于功率单元190，一般需要使用电池。然而，由于其自身的尺寸限制，微型机器人很难装配有足够能量的电池。

为了解决这些问题，人们对在微型机器人中使用生物细胞，尤其是使用自发性收缩的心肌细胞进行了研究。在这种情况下，在微结构中培养心肌细胞以给予收缩力。更有利的是，心肌细胞的这种收缩力可以为各种功能提供驱动力。

然而，很难控制心肌细胞驱动的微系统和确定保持心肌细胞收缩力的适当条件。

尤其是，当将心肌细胞驱动的微系统应用到机体时，它们会遭受诱导免疫应答这样的不利因素。

发明内容

【技术问题】

因此，本发明致力于解决本领域的上述技术问题，本发明的一个目的是提供用于医疗的基于细菌的微型机器人，其可通过细菌鞭毛的运动来推进，并能通过细菌识别病灶的能力定向作用于靶病灶，靶向到病灶的微型机器人的个数可以被监测到，并且能通过在病灶中细菌自身分裂增殖来直接或间接治疗病灶。

【技术方案】

本发明的一个目的是提供用于医学检查和治疗的基于细菌的微型机器人(400)，其包括：

设计用于携带和释放药物的胶囊型微结构；和附着在微结构外周和后侧的细菌，具有自行推进的鞭毛或允许朝各个方向运动的鞭毛，这些鞭毛能识别受影响的环境或细胞，以便将微型机器人引导到病灶处，

所述微结构包括：

采样口，位于微结构外壁，用于采集血样注入其中；

试剂单元，用于储存和流出试剂，在采集血样并将其引入微结构时，提前检测与靶病灶的反应；

混合单元，用于将来自采样口的血样与试剂单元中的试剂混合；

诊断单元，用于分析血样与试剂的反应结果；

控制单元，用于根据诊断单元的分析结果确定施用的治疗；

药物单元，用于根据控制单元的指令流出药物；和

释放单元，通过使用泵，用于将从药物单元流出的药物递送到病灶中。

在微型机器人中，细菌具有自行推进的鞭毛，并附着在微结构的外周。因此，微型机器人可以随着细菌的运动被定向到病灶处，并根据细菌自身的运动性和识别力搜索病灶。并且，当到达靶病灶时，微型机器人向病灶释放药物，并使细菌在病灶中增殖，从而治疗疾病。

本发明还提供了用于治疗疾病的基于细菌的微型机器人，通过响应病灶的诊断分析，将药物释放到病灶，并在病灶中使细菌增殖来除去病灶。

本发明提供了采用用于医学检查和治疗的、基于细菌的微型机器人的治疗方法，该方法包括：

通过使用具有运动性和识别力的细菌，将微型机器人向病灶推进；

当通过细菌将微型机器人定位在病灶时，通过采样口采取血样；

当将血样通过采样口引入到微型机器人中时，从试剂单元流出用于与病灶反应的试剂；

在混合单元中，抽取采样口的血样，并与来自试剂单元的试剂混合；

将混合单元的血液与试剂的混合物转移到诊断单元中，分析混合物。

根据诊断单元的分析结果在控制单元确定治疗方式，并发送控制信号；

根据控制单元的信号从药物单元释放药物；及

在泵的辅助下，通过释放单元将药物喷涂在外部病灶处。

【有益效果】