[发明专利]可降解诊疗机器人

说明书

本发明提供一种可降解诊疗机器人，所述机器人的主体由无毒、可降解、可吸收的生物相容性材料制备而成，主体上至少设有一个具有表面介孔和腔体结构的装载单元以及与所述装载单元相连的控制单元，所述装载单元用于携带和释放药物，其内部设有多个通道和腔室；所述控制单元由磁性纳米材料制备而成，可根据外界磁场的变化产生形变和振动，从而挤压装载单元释放药物。本发明的诊疗机器人具有多种尺度、无毒、可降解、自主驱动、精准靶向等优点，与口服药物或外科手术相比具有更高的精准靶向性，副作用小。在临床疾病的新型诊断和治疗、外科敷料、药物可控释放、纳米机器人等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物工程和医疗器械领域，具体地说，涉及一种可降解诊疗机器人。

背景技术

目前临床研究中所提及的机器人是从外科手术的基础上发展而来的，为大型装置，多用来实现外科手术方式。而亚毫米机器人多使用不可降解的机械硬件或软材料，在使用过程中与人体具有不可相容性，而且目前医疗中同一种器械或机器人具有比较单一的功能，诊断和治疗方式分离，不能实现诊疗一体化。

药物传递系统是目前生物工程的一个较为前沿的研究方向。通过对该系统的研究改进，可以实现在特定部位的药物缓释。降低药物毒副作用的同时提升药物的药效。然而目前的药物递送系统仅涉及材料与药物的包裹与混合，通过人体内部循环系统实现药物递送，在设计药物递送系统时需要认真考虑载体的种类和剂量，高剂量的载体由于代谢不良和体内残留会引发机体毒性。

常规水凝胶具有较好的生物相容性和生物降解性，是近年来备受关注的材料。但其本身的力学性能较弱和制备过程中所带来的毒副作用难以避免，使其难以作为药物递送系统的优良载体。

发明内容

本发明针对现有的机器人系统以传统机械硬件为主体用于外科手术治疗，且机器人缺乏诊断和治疗方式的有机结合，现有的药物传递系统以材料研究为主和体内被动运输的缺点，提供一种可降解诊疗机器人。

为了实现本发明目的，本发明的可降解诊疗机器人，所述机器人的主体由无毒、可降解、可吸收的生物相容性材料制备而成，主体上至少设有一个具有表面介孔和腔体结构的装载单元以及与所述装载单元相连的控制单元，所述装载单元用于携带和释放药物，其内部设有多个通道和腔室；所述控制单元由磁性纳米材料制备而成，可根据外界磁场的变化产生形变和振动，从而挤压装载单元释放药物。

优选地，所述机器人的表面至少设有一个识别单元，可以使机器人被外部造影设备检测到用于机器人在体内的定位，到达病灶位置后可以与细胞进行特异性结合；所述识别单元由多种功能基团组成。具有成像、引导和特异性识别的功能。

所述功能基团包括但不限于特异性蛋白、酶、荧光标记物或放射性物质。

所述功能基团与主体采用交联剂或通过静电吸附的方式连接。例如，胺基-胺基交联剂、胺基-巯基交联剂等。

优选地，所述机器人还包括推进单元，所述推进单元为包覆磁性纳米材料的生物相容性材料，推进单元通过生物相容性材料与主体相连，并附着在机器人主体结构外周，是鞭毛状、螺旋状、整体折叠型或多足型的3D结构；所述3D结构包含具有一定取向折叠和几何分布的磁性纳米材料，可通过外加磁场控制所述磁性纳米材料的变形或摆动，从而控制机器人在体内的位置和运动。

优选地，所述装载单元和控制单元共占机器人主体体积的1/3～1/2。

优选地，所述推进单元占机器人体积的1/3～1/2。

优选地，所述控制单元设置在所述装载单元的后侧。外部产生快速变换的磁场控制磁性纳米颗粒产生振动，从而触发共振腔产生变形和持续振动，挤压装载单元通道使装载材料释放。

优选地，控制单元与装载单元的体积比为1/3～1/2。