[发明专利]仿T4噬菌体的靶向给药微型磁控机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了仿T4噬菌体的靶向给药微型磁控机器人及其控制方法。传统给药机械人无法精准靶向给药，且无法携带多种药物。本发明包括机器人运送胶囊、定位引出磁场供给装置、振荡磁场供给装置和置于机器人运送胶囊内的多个微型机器人；微型机器人包括头部外壳、药囊、尾丝触发开关、尾翘、尾丝和控制开关。本发明方法：将机器人运送胶囊达到指定位置，然后将微型机器人由胶囊出口移出到机器人运送胶囊外，接着微型机器人释放的尾丝贴紧指定表面，最后顶开控制开关给药。本发明实现人体内精准定向给药，且给药速度可控，能实现多种药物同时给药。

技术领域

本发明属于微型机器人技术领域，具体涉及一种仿T4噬菌体的靶向给药微型磁控机器人及其控制方法。

背景技术

靶向给药是现代医疗技术中针对一些特殊疾病的治疗理念之一，该理念在于使治疗药物直接浓集在病态细胞和病态组织间，减少因药物在血液循环系统中的损失，减轻药物带来的副作用影响，是解决如癌症等顽疾的一种有效方式。

T4噬菌体是一种由头部、尾翘、尾丝等结构组成的细菌病毒，头部包覆有遗传物质，在侵染其宿主细胞——大肠杆菌时，尾丝吸附在大肠杆菌的细胞壁上的受体细胞上，尾钉切开大肠杆菌细胞壁、细胞膜，遗传物质经尾翘进入大肠杆菌内部。

微型医疗机器人是一类正在颠覆传统医疗手段的新型治疗方式，其可以进入人体完成一系列治疗过程，拥有更好的治疗效果和更高的医疗前景。近年来随着先进制造水平和先进新材料的诞生，微型机器人在医疗领域的应用范围越来越大，研发更利于实现各种医疗目的、更可以深入人体的微型医疗机器人是该领域的重要前进方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种仿T4噬菌体的靶向给药微型磁控机器人及其控制方法。

本发明仿T4噬菌体的靶向给药微型磁控机器人，包括机器人运送胶囊、定位引出磁场供给装置、振荡磁场供给装置和置于机器人运送胶囊内的多个微型机器人。所述机器人运送胶囊的头部外凸球面段开设有胶囊出口，尾部内凹球面段开设有胶囊入口；胶囊出口和胶囊入口处均覆盖有医用明胶薄膜；机器人运送胶囊的头部和尾部内壁均固定有磁性材料。

所述的微型机器人包括头部外壳、药囊、尾丝触发开关、尾翘、尾丝和控制开关；头部外壳朝向机器人运送胶囊的头部；药囊置于头部外壳内；所述的药囊由内外两层呈椭球形的聚氨酯材料薄膜固连而成，两层聚氨酯材料薄膜之间的密闭空腔内设有金属网，并充有空气；所述的头部外壳由等边三角形骨架固连而成；所述等边三角形骨架的材料采用生物活性陶瓷；所述尾翘的头端与头部外壳的其中一个等边三角形骨架固定，该等边三角形骨架内侧面设有感应线圈；头部外壳外侧设有沿周向均布的三个尾丝触发开关；所述的尾丝触发开关包括银柱和三角卡板；银柱和三角卡板均与头部外壳固定，且银柱外包裹有聚氨酯材料薄膜；感应线圈与金属网以及三个尾丝触发开关的银柱通过引线串联；尾翘的气道入口与药囊的内层聚氨酯材料薄膜以内的空腔连通，控制开关设置在尾翘的气道出口处；所述的尾丝包括两根生物活性陶瓷棍，头部生物活性陶瓷棍的尾端与尾部生物活性陶瓷棍的头端通过柔性铰链铰接；三条尾丝与三个尾丝触发开关在周向位置上一一对应；尾丝的尾部生物活性陶瓷棍尾端与尾翘通过柔性铰链铰接；头部生物活性陶瓷棍的自由端端面固定嵌有经磁化后的磁性材料；尾丝完全展开状态下，尾丝的两根生物活性陶瓷棍呈折叠状态。

所述机器人运送胶囊的外径为6mm，长为15mm；胶囊出口的直径为1.3mm，胶囊入口的直径为1.5mm；所述外凸球面段和内凹球面段的直径均为3mm；头部外壳为20面体；所述等边三角形骨架的边长为0.8mm，厚为0.05mm；所述的尾翘为中空的圆柱形，外径为0.5mm，内径为0.45mm，高为2.0mm；两根生物活性陶瓷棍的横截面均为边长0.02mm的正方形。

所述的机器人运送胶囊、三角卡板和柔性铰链均采用聚氨酯材料，尾翘采用生物活性陶瓷材料，感应线圈、金属网和引线的材料均为银。