Minimally Invasive Micro-Nanoscale Tools and Devices for Medicine
微创微纳米医学工具和设备
基本信息
- 批准号:7926326
- 负责人:
- 金额:$ 6.18万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2008
- 资助国家:美国
- 起止时间:2008-09-30 至 2013-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:BiopsyCategoriesDevicesDrug Delivery SystemsEndoscopyEngineeringGoalsHuman EngineeringImageIn VitroLaboratoriesMedicineMicrosurgeryMotionOperative Surgical ProceduresPatternResearchRetrievalStructureSystemTelemetryTubeabstractingbasehypodermic needleimplantationin vivoinstrumentationmicro-total analysis systemminiaturizeminimally invasivenanoscaleself assemblytool
项目摘要
Minimally Invasive Micro-Nanoscale Tools and Devices for Medicine
Category: 06 Instrumentation and Engineering
Abstract
We propose to develop a new class of minimally invasive micro-nanoscale surgical tools and
biomedical devices using a new strategy developed in our laboratory that is based on the self-
actuation and self-assembly of lithographically patterned templates.
Recently, we fabricated the first-of-their-kind, mass producible, mobile grippers and
demonstrated the capture and retrieval of microscale objects without batteries, wiring, or tethers.
In contrast with present day endoscopy tools that utilize tethers (and hence are difficult to
manipulate around corners and in coiled geometries), the mobile grippers were used to
demonstrate the first tetherless, remotely guided, in vitro biopsy within a narrow tube. We plan
to build on these preliminary results to develop an entire mobile and remotely actuated toolbox
(including grippers, cutters and locomotors) for microsurgery.
We have also engineered a new class of remote controlled containers for in vitro lab-on-a-
chip applications and in vivo drug delivery. The devices are small enough to fit through a
hypodermic needle, thereby facilitating minimally invasive implantation and guidance in hard to
reach micro-spaces. We propose to advance the functionality of these self-loading miniaturized
containers by incorporating modules for sensing, imaging and telemetry within them.
Our research goals are unique in that we seek to utilize mechanisms for motion and
assembly that are harnessed within the structure, obviating the need for external tethers. Hence,
apart from being technologically relevant, these paradigms are intellectually stimulating as they
also enable the possibility for autonomous control of miniaturized machine-based function in
human engineered biomedical systems.
微创微型纳米级工具和医学设备
类别:06仪器和工程
抽象的
我们建议开发一类新的微创微纳米级手术工具和
生物医学设备使用我们实验室中开发的新策略的生物医学设备基于自我
驱动和自我组装图案的模板。
最近,我们制作了第一届,质量生产的,移动抓手和
展示了没有电池,接线或系tether的微观物体的捕获和检索。
与当今利用系动物的内窥镜工具相反(因此,难以
操纵拐角处和盘绕的几何形状),移动夹具习惯于
展示了第一个无限的,远程引导的体外活检。我们计划
以这些初步结果为基础,以开发整个手机和远程驱动的工具箱
(包括抓刀,切割器和运动器)用于显微外科手术。
我们还设计了一类新的遥控容器,用于体外实验室
芯片应用和体内药物输送。这些设备足够小,可以通过
皮下注射针,从而促进最低侵入性的植入和指导
到达微空间。我们建议提高这些自动加载微型化的功能
通过在其中将传感,成像和遥测的模块合并来进行容器。
我们的研究目标是独一无二的,我们试图利用运动机制和
在结构内利用的组装,避免了对外部割草机的需求。因此,
除了技术上相关之外,这些范式在智力上是在智力上刺激的
还可以自主控制基于机器的功能的可能性
人类工程生物医学系统。
项目成果
期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Voltage-gated ion transport through semiconducting conical nanopores formed by metal nanoparticle-assisted plasma etching.
- DOI:10.1021/nl300673r
- 发表时间:2012-07-11
- 期刊:
- 影响因子:10.8
- 作者:James T;Kalinin YV;Chan CC;Randhawa JS;Gaevski M;Gracias DH
- 通讯作者:Gracias DH
Three dimensional nanofabrication using surface forces.
- DOI:10.1021/la1013889
- 发表时间:2010-11-02
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Cho JH;Azam A;Gracias DH
- 通讯作者:Gracias DH
Self-assembly of lithographically patterned nanoparticles.
- DOI:10.1021/nl9022176
- 发表时间:2009-12
- 期刊:
- 影响因子:10.8
- 作者:Cho JH;Gracias DH
- 通讯作者:Gracias DH
Biopsy with thermally-responsive untethered microtools.
- DOI:10.1002/adma.201203348
- 发表时间:2013-01-25
- 期刊:
- 影响因子:29.4
- 作者:Gultepe, Evin;Randhawa, Jatinder S.;Kadam, Sachin;Yamanaka, Sumitaka;Selaru, Florin M.;Shin, Eun J.;Kalloo, Anthony N.;Gracias, David H.
- 通讯作者:Gracias, David H.
Biopsy using a magnetic capsule endoscope carrying, releasing, and retrieving untethered microgrippers.
- DOI:10.1109/tbme.2013.2283369
- 发表时间:2014-02
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yim S;Gultepe E;Gracias DH;Sitti M
- 通讯作者:Sitti M
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