本發(fā)明公開了一種微型機器人給藥裝置及給藥系統(tǒng)，包括結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、位于所述的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)的動力系統(tǒng)以及活性分子；所述的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為微管；所述的動力系統(tǒng)包括一級動力系統(tǒng)和二級動力系統(tǒng)；所述的一級動力系統(tǒng)和二級動力系統(tǒng)均包括相變物質(zhì)，所述的一級動力系統(tǒng)的相變物質(zhì)和二級動力系統(tǒng)的相變物質(zhì)具有不同的聲致液滴蒸發(fā)特性；所述的一級動力系統(tǒng)用于實現(xiàn)微型機器人給藥裝置的自主運動，所述的二級動力系統(tǒng)用于遞送活性分子；所述的給藥系統(tǒng)包含所述的微型機器人給藥裝置及控制系統(tǒng)。本發(fā)明的給藥裝置具有二級發(fā)射能力，為遞送藥物主動連續(xù)克服生物屏障，從而直接遞送至靶部位提供可能；同時，具有生物相容性好，方向可控、安全性高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于藥物遞送領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及一種微型機器人給藥裝置及給藥系統(tǒng)。

背景技術(shù)

納米技術(shù)作為克服生理屏障的一種重要方法，可增強多種藥物的治療效果，但納米粒的遞送受到粒徑、表面修飾、親水性及其他物理化學特性的限制。Paul提出“魔法子彈”的假設(shè)后的一百多年間,一直激勵著藥學家們致力于開發(fā)研究“直接進入體內(nèi)靶部位且只與靶標物相互作用的藥物”,這一概念得到了更廣泛和更深層次的擴展和延伸。微/納米機器人作為一種新穎的“魔法子彈”因其獨特的優(yōu)勢引起了科學家們的廣泛興趣。微/納米機器人是指將能量(如電能、化學能等)轉(zhuǎn)化為動能的微納米級裝置，它為將診斷、治療藥物主動遞入病灶提供可能。微/納米機器人通常具有以下三個模塊：a)運輸模塊，將藥物遞送至靶部位；b)識別模塊，精確識別病灶部位信息并釋放藥物；c)荷載模塊，裝載有效治療量或診斷量的藥物。隨著研究者們對微/納米機器人的研究不斷深入，在識別、控制、優(yōu)化生物相容性等方面都取得了顯著進展，呈現(xiàn)出廣闊的生物醫(yī)學應用前景。

目前微/納米機器人的推動機制主要分為燃料驅(qū)動與非燃料驅(qū)動。燃料驅(qū)動指通過外加因素催化微納米機器人內(nèi)燃料的分解，產(chǎn)生氣泡，推動裝置運動，常用的驅(qū)動燃料如H₂O₂、酸/堿、脲酶等。如Au-Pt雙金屬納米棒形成原電池，電解H₂O₂溶液，可瞬間產(chǎn)生大量氣泡從而驅(qū)動裝置運動，具有速度快的優(yōu)點，但存在壽命短，受環(huán)境限制等不足。非燃料驅(qū)動是指通過外加場力，如超聲波、磁場、電場等驅(qū)動微納米機器人的運動。例如，以自熱電泳為動力源的雙面介孔二氧化硅顆粒，在近紅外光照射下，在金半殼層上產(chǎn)生局域光熱效應進而形成熱梯度，產(chǎn)生的自熱泳動可以主動驅(qū)動納米馬達以快速移動，可遠程無線遙控微納米機器人的運動，但強激光易對生物樣品造成損傷。

盡管不同驅(qū)動機制下微納米機器人具有獨特的優(yōu)點，但它們在體內(nèi)的應用潛力仍面臨重大挑戰(zhàn)。其中包括穿透組織屏障和細胞膜所需的推力以及多次運動的能力。例如：以干化學分散劑為燃料的微型遞藥裝置，遇水產(chǎn)生氣泡作為驅(qū)動力，但內(nèi)部燃料一次性耗盡且動力無法穿透組織，極大地限制其作為藥物運輸載體的功效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于提供一種微型機器人給藥裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種微型機器人給藥系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述的微型機器人給藥裝置的制備方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種微型機器人給藥裝置，包括結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、位于所述的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)的動力系統(tǒng)以及活性分子；所述的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為微管；所述的動力系統(tǒng)包括一級動力系統(tǒng)和二級動力系統(tǒng)；所述的一級動力系統(tǒng)和二級動力系統(tǒng)均包括相變物質(zhì)，所述的一級動力系統(tǒng)的相變物質(zhì)和二級動力系統(tǒng)的相變物質(zhì)具有不同的聲致液滴蒸發(fā)特性；所述的一級動力系統(tǒng)用于實現(xiàn)微型機器人給藥裝置的自主運動，所述的二級動力系統(tǒng)用于遞送活性分子。

根據(jù)本發(fā)明所述的微型機器人給藥裝置是指在空間、時間及劑量上全面調(diào)控活性分子在生物體內(nèi)分布的技術(shù)體系。其目標是為了在恰當?shù)臅r機將適量的活性分子遞送到正確的位置，從而增加活性分子的利用效率，提高療效，降低成本，減少毒副作用。

所述的微管優(yōu)選為磁性微管；更優(yōu)選為氨基功能化的磁性微管。