纳米机器人在医疗上的应用-2-PPT课件.ppt

1、微纳米机器人在医疗上的应用组员：刘春桃 蒋洋 陈泽纳米生物学的近期设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，即纳米机器人。合成生物学重新设计了细胞信号传导与基因调控网络，开发了“在体”或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另一种方式的纳米机器人技术。纳米技术应用于医疗之后，会在攻克许多顽症方面为人类带来新的希望。摘要机器医生钻进人体治病（艺术图）纳米机器人：内容 在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其功能。在纳米尺度上获得生命信息，例如，利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。在研制方面，纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容。第一代纳米机

2、器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗，还可以用来进行人体器官修复、整容手术、从基因中除去有害，或把正常安装在基因中等工作；第二代纳米机器人是直接用原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置；第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。纳米机器人：结构一：“手指”，起操作作用。可以精巧地处理各种分子；有微小的“电脑”来控制。“手指”可能由碳纳米管制造，它的强度是钢的100倍，细度是头发丝的五万分之一。二：“电脑”，起指挥作用。可由碳纳米管制造，这些碳纳米管既能做晶体管又能做连接它们的导线。“电脑”也可由DNA制造

3、，以适当的软件和足够的灵巧性进行武装的纳米机器人可以构建任何物质。纳米机器人构造（艺术图）纳米机器人：特色 组成纳米级原件的元素主要有碳、氢、氧、硫，其中碳元素最重要。这是因为由碳原子组成的金刚石和碳纳米管强度高，为化学惰性，不会引起免疫反应和过敏休克反应，所以应用性很强。不过，纳米医学的独到之处在于它的精确性。随着纳米技术的进步，医疗纳米机器人将装备通信和导航系统。同时人体也会植入通信和导航系统。这样医生可以在分子水平上精确控制进入人体的纳米机器人。每种医疗纳米机器人表面都装有特定的抗体，能与人体特定细胞抗原结合，从而保证医疗纳米机器人准确到达要修复的组织和器官中。人体内的纳米机器人通过其表

4、面抗体与细胞表面抗体的专一性，准确识别并作用于专一部位，从而完成医疗任务。血管中的纳米机器人(艺术图)纳米机器人在医疗上的作用p1、细胞与基因的修复p2、清理体内垃圾p3、养护血管 p 1、细胞与基因的修复p 随着人类对物质控制能力的不断进步，将会诞生分子大小的机械部件，可以组装成比细胞还要小的微型机器。人工制造的“细胞修复机”，在纳米计算机的操纵下，可以逐个对原子进行修复，修正DNA的错误，维护细胞的成分。p 2、清理体内垃圾p 人体是一个保持自然平衡的有机体，通过新陈代谢可以起到吸收养分、排除有害物质的作用。但有时候人体自然平衡出现问题，将无法实现自我平衡。例如，铅、汞中毒，人体无法排出也

5、无法分解这类重金属。这时如果让纳米机器人进入体内，就会极具目的性的把这些有害物质清除，使人体恢复自然平衡。p 3、养护血管p 人体的脑部血管有许多脆弱的地方，平时不显现，但在意想不到的时候，就可能发生破裂，导致脑溢血。如果我们事先让纳米机器人进入血管，细细检查，修复那些脆弱血管，就可以避免悲剧的发生。p 有时血管中会产生血栓，堵塞血液正常流动。如果把纳米机器人导入血管，可以把血栓打成小碎片，清除血栓医疗工作原理 首先：医疗纳米机器人被注入人体后，开始在人体内循环。处于循环状态的医疗纳米机器人在靶域之外，完全不具有活性。当纳米机器人进入靶域后，靶域细胞表面抗体会被医疗纳米机器人检测到，随后，纳米

6、机器人转入活性状态。最后，纳米机器人在得到监管医生的指令后转入治疗状态。由于人体内已经植入了导航系统，所以整个治疗过程完全处于监管医生的控制之下。纳米机器人正在寻找入侵病毒（艺术图）纳米机器人还可以携带化学药物，并且准确送达靶细胞。其表面传感器能检测周围药物的浓度，从而控制药物的释放剂量。一个纳米机器人正在进入红细胞 一个纳米机器人在清理血管中的有害堆积物 一个纳米机器人在清理血管中的有害堆积物纳米机器人的驱动问题 有关医疗纳米机器人在人体内的驱动问题，美国康奈尔大学研究人员在活细胞内的能源机制启发下，制造出了一种马达。这种微型马达以三磷酸腺苷酶为基础，依靠为细胞内化学反应提供能量的高能分子三

7、磷酸腺苷（ATP）为能源。在高中生物课中，我们知道ATP实际上是人体能量的直接来源，当A-PPP（低能）或APPP（高能）通过水解转化为ADP+Pi时，释放出能量。前面图片中的医疗用机器人事实上正是利用了ATP作为能量的来源。纳米机器人血管清淤在二维物体表面行走的纳米蜘蛛机器人(艺术图)展望p纳米机器人一直在发展。已经有化学家们利用测序取得了一定的成绩，他们使用短小的DNA分子步移技术（DNA walker）帮助合成复杂的DNA分子。这种DNA“步移者”实际上可以看作是一种非常原始的DNA机器人，它可以沿着线性轨道一步步的往前走。这种DNA机器人的腿就是与固定在预设表面上的DNA链互补配对结合的DNA链。互补就是高中生物课学过的A=T，G=C互补形式。科研人员通过添加燃料链，就可以下达指令，让机器人工作，如解离移动。互补配对结合的DNA链 以上就是我们小组给大家带来的纳米技术在医疗上的应用，谢谢观看！