Introdução aos nanorrobôs e suas aplicações médicas

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Nano Robotics é a tecnologia de criação de máquinas ou robôs perto da escala microscópica de um nanômetro (10-9 metros). Nanorobótica se refere a nanotecnologia - uma disciplina de engenharia para projetar e construir nanorrobôs. Esses dispositivos variam de 0,1 a 10 micrômetros e são compostos de nanoescala ou componentes moleculares. Como nenhum Nano-robô artificial e não biológico foi criado, eles continuam sendo um conceito falso. Os nomes de nanorrobôs, nanoides, nanitos ou nanomitos também foram usados ​​para descrever esses dispositivos hipotéticos.

Nanorobots

Nanorobots



Os nanobots podem ser usados ​​em diferentes áreas de aplicação, como medicina e tecnologia espacial. Hoje em dia, esses nanorrobôs desempenham um papel crucial no campo da Biomedicina, particularmente para o tratamento de câncer, aneurisma cerebral, remoção de cálculos renais, eliminação de partes defeituosas na estrutura do DNA e para alguns outros tratamentos que precisam de todo o suporte para salvar vidas humanas.


Os nanorrobôs são nanodispositivos usados ​​com o propósito de manter e proteger o corpo humano contra patógenos. Os nanorrobôs são implementados usando vários componentes, como sensores, atuadores, controle, energia, comunicação e pela interface de escalas especiais cruzadas entre sistemas inorgânicos orgânicos.



O desenvolvimento de nanorrobôs é feito usando várias abordagens, como:

Biochip

A combinação de nanotecnologia, foto-litografia e novos biomateriais, pode ser considerada como uma possível forma necessária para projetar tecnologia para desenvolver nanorrobôs para aplicações médicas, como diagnóstico e entrega de medicamentos. Essa abordagem realista no projeto de nanorrobôs é uma metodologia usada nas indústrias eletrônicas.


Nubots

Nubot é um acrônimo para 'robôs de ácido nucléico'. Nubots são dispositivos robóticos feitos pelo homem em nanoescala. Nubots representativos incluem numerosos caminhantes de Ácido Nucleico Deoxy relatados pelo grupo de Ned Seeman na NYU, o grupo de Niles Pierce na Caltech, o grupo de John Reif na Duke University, o grupo de Chengde Mao em Purdue e o grupo de Andrew Turberfield na Universidade de Oxford.

Nanomontagem posicional

No ano 2000, Robert Frietas e Ralph Merkle encontraram a colaboração da nanofábrica que é um esforço contínuo que consiste em dez organizações com 23 pesquisadores de quatro países. Esta colaboração visa o desenvolvimento de mecanossíntese controlada posicionalmente e nanofábrica de diamondoide que seja capaz de construir um nanorrobô médico diamondoide.

Uso de bactérias

Essa abordagem faz uso de microrganismos biológicos, como a bactéria Escherichia coil. Portanto, este modelo usa um flagelo para fins de propulsão. O uso de campos eletromagnéticos é para controlar o movimento do dispositivo biológico integrado e suas aplicações limitadas.

Aplicações de nanorrobôs

1. Nanorobóticos em cirurgia

Os nanorrobôs cirúrgicos são introduzidos no corpo humano por meio de sistemas vasculares e outras cavidades. Os nanorrobôs cirúrgicos atuam como cirurgiões semiautônomos no local dentro do corpo humano e são programados ou dirigidos por um cirurgião humano. Este nanorrobô cirúrgico programado executa várias funções, como busca por patógenos e, em seguida, diagnóstico e correção de lesões por nanomanipulação sincronizada por um computador de bordo enquanto conserva e entra em contato com o cirurgião supervisor por meio de sinais de ultrassom codificados.

Nanorobotics in Surgery

Nanorobotics in Surgery

Hoje em dia, as primeiras formas de nanocirurgia celular estão sendo exploradas. Por exemplo, uma micropipeta vibrando rapidamente a uma frequência de 100 Hz micropipeta comparativamente menor do que 1 mícron de diâmetro de ponta é usada para cortar dendritos de neurônios individuais. Este processo não deve prejudicar a capacidade da célula.

2. Diagnóstico e Teste

Os nanorrobôs médicos são usados ​​para fins de diagnóstico, teste e monitoramento de microrganismos, tecidos e células na corrente sanguínea. Esses nanorrobôs são capazes de anotar o registro e relatar alguns sinais vitais, como temperatura, pressão e parâmetros do sistema imunológico de diferentes partes do corpo humano continuamente.

3. Nanorobóticos em terapia gênica

Os nanorrobôs também são aplicáveis ​​no tratamento de doenças genéticas, relacionando as estruturas moleculares do DNA e as proteínas da célula. As modificações e irregularidades nas sequências de DNA e proteínas são então corrigidas (editadas). A terapia de reposição cromossômica é muito eficiente quando comparada ao reparo celular. Um vaso de reparo montado é embutido no corpo humano para realizar a manutenção da genética, flutuando dentro do núcleo de uma célula.

Nanorobóticos em terapia gênica

Nanorobóticos em terapia gênica

Supercoil de DNA quando ampliado dentro de seu par inferior de braços robóticos, a nanomáquina puxa a fita que é desenrolada para análise, enquanto a parte superior do braço separa as proteínas da cadeia. A informação que é armazenada no grande banco de dados do nanocomputador é colocada fora do núcleo e comparada com as estruturas moleculares do DNA e das proteínas que estão conectadas por meio de um link de comunicação à nave de reparo celular. As anormalidades encontradas nas estruturas são corrigidas e as proteínas reconectadas à cadeia do Ácido Nucleico Desoxi mais uma vez se reformam em sua forma original.

4. Nanorrobôs na detecção e tratamento do câncer

Os estágios atuais das tecnologias médicas e ferramentas terapêuticas são usados ​​para o tratamento bem-sucedido do câncer. O aspecto importante para o sucesso do tratamento está baseado na melhora da administração eficiente do medicamento para diminuir os efeitos colaterais da quimioterapia.

Nanorrobôs na detecção e tratamento do câncer

Nanorrobôs na detecção e tratamento do câncer

Nanorrobôs com biossensores químicos incorporados são usados ​​para detectar as células tumorais nos estágios iniciais do desenvolvimento do câncer dentro do corpo de um paciente. Os nanossensores também são utilizados para encontrar a intensidade dos sinais da caderina-E.

5 Nanodentistry é uma das aplicações mais importantes, pois os nanorrobôs ajudam em diferentes processos envolvidos na odontologia. Esses nanorrobôs são úteis na dessensibilização dentária, anestesia oral, endireitamento de dentição irregular e melhora da durabilidade dos dentes, grandes reparos dentários e melhora da aparência dos dentes, etc.

Nanodentistry

Nanodentistry

6 Os nanorrobôs também podem ser usados ​​como dispositivos auxiliares para processar diferentes reações químicas nos órgãos afetados. Esses robôs também são úteis para monitoramento e controle níveis de glicose em pacientes diabéticos.

Projetos Robóticos

A lista de projetos robóticos inclui o seguinte.

Projetos de robótica para estudantes de engenharia

Projetos de robótica para estudantes de engenharia

1 Controlado por infravermelho Veículo Robótico
dois. Frequência de rádio Veículo robótico controlado com arranjo de feixe de laser
3. Baseado em microcontrolador 8051 Veículo Robótico Seguindo Linha
4. Controle e movimento de Escolha e posicione robótico Arme usando Android sem fio
5. Veículo robótico controlado por voz de longa distância Reconhecimento de fala
6 Veículo robótico detector de metais
7 Escolha N Place com Soft Catching Gripper
8. Veículo robótico de combate a incêndio usando Microcontrolador 8051
9. Robô controlado por radiofrequência com Câmera de visão noturna sem fio para espionagem em campo de guerra
10 Robô de combate a incêndio operado remotamente com aplicativos Android
11. Robô multifuncional sem fio controlado por computador pessoal.
12 Dual Tone Multi Frequency Robô controlado por telefone móvel baseado
13. Bússola digital e Sistema de Posicionamento Global Sistema de navegação próprio baseado
14. Trens de metrô de automóveis que fazem transporte entre duas estações

Trata-se de aplicações nanorrobóticas na área médica, como cirurgia, diagnóstico e teste, terapia genética, detecção e tratamento de câncer, nanoodontia, etc. A lista de projetos fornecida neste artigo é bastante útil para estudantes de engenharia para projetos de robótica . Além disso, para qualquer ajuda com relação a este tópico, você pode nos contatar comentando na seção de comentários fornecida abaixo.

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