نانوروبات‌هایی که داروها را مستقیماً وارد چشم می‌کنند

For the first time nanorobots have been designed which can deliver داروهای directly into the eyes without causing damage.

نانو ربات فناوری یک تکنیک جدید است که در مرکز تمرکز دانشمندان برای درمان چندین مورد است بیماری. Nanorobots (also called nanobots) are tiny devices made from nanoscale components and are of size 0.1-10 micrometres. Nanorobots have the potential of delivering drugs into the انسان body in a very targeted and precise manner. Nanorobots are designed or engineered in such a way that they are ‘attracted’ to diseased cells only and thus they can make a targeted or direct treatment in those cells without causing any damage to healthy سلول های. Generally, for most diseases such a targeted دارو delivery may not be essentially required, however for complicated illnesses such as diabetes or cancer it can be very beneficial.

بیماری های شبکیه چشم

درمان چشم diseases is generally geared towards reducing inflammation in the eye, repair traumatic injuries and protecting or improving eyesight. A healthy retina – the thin layer of tissue at back of the eye – is critical for good vision. Our retina consists of millions of light-sensitive cells (called rods and cones) and nerve fibres/cells which allow light that enters the eye to be converted into electrical impulses to reach the brain. This is how visual information is received and processed by our eye and sent to the brain through the optic nerve. The whole process enables vision and controls how we see images. Retinal diseases of the eye affect any part of retina. Few forms of treatment are available for some retinal diseases, but they are quite complex. The aim of any treatment is to completely halt or slow the چشم disease and to protect vision (preserve, improve or restore it). It is crucial to detect retinal problems early because the damage is irreversible. If left untreated, some retinal diseases can cause vision loss or blindness.

درمان بیماری هایی که شبکیه چشم را تحت تاثیر قرار می دهند بسیار دشوار است زیرا تحویل داروهای هدفمند از طریق بافت بیولوژیکی متراکم موجود در چشم بسیار چالش برانگیز است. اگرچه بافت‌های چشم عمدتاً از آب تشکیل شده‌اند، اما از گلوله چشم چسبناک و شبکه‌ای متراکم از مولکول‌ها (هیالورونان و کلاژن) تشکیل شده‌اند که نمی‌توانند به راحتی توسط ذرات نفوذ کنند، زیرا هر دو موانع بسیار قوی هستند. برای رساندن داروی هدفمند به چشم، دقت زیادی لازم است. به همین دلیل است که روش‌های سنتی که برای رساندن دارو به چشم استفاده می‌شده است، عمدتاً مبتنی بر انتشار تصادفی و غیرفعال مولکول‌ها بوده و این روش‌ها برای رساندن دارو به پشت چشم مناسب نیستند.

نانو ربات ها برای درمان بیماری های شبکیه چشم

محققان مؤسسه سیستم‌های هوشمند ماکس پلانک در اشتوتگارت به همراه تیمی نانوروبات‌ها ("وسایل نقلیه") ساخته‌اند که می‌توانند برای اولین بار از بافت متراکم چشم عبور کنند. این نانوربات‌ها با استفاده از تکنیک مبتنی بر خلاء ساخته شده‌اند که در آن نانوذرات مبتنی بر سیلیس بر روی یک ویفر طرح‌ریزی می‌شوند که سپس در داخل یک محفظه خلاء در یک زاویه خاص قرار می‌گیرد در حالی که مواد سیلیسی مانند آهن یا نیکل را رسوب می‌دهد. سایه ایجاد شده توسط یک زاویه کم عمق باعث می شود که ماده فقط روی نانوذرات رسوب کند که سپس ساختار پروانه مارپیچ را به خود می گیرند. این نانوروبات‌ها حدود 500 نانومتر عرض و 2 میکرومتر طول دارند، ماهیت مغناطیسی دارند و شبیه پروانه‌های میکرو هستند. این اندازه حدود 200 برابر کوچکتر از قطر یک تار موی انسان است. سپس نانوروبات‌ها با یک لایه مایع زیستی نچسب در قسمت بیرونی پوشانده می‌شوند تا از هرگونه چسبندگی بین نانوروبات و شبکه پروتئین بیولوژیکی در بافت چشم، زمانی که نانوروبات‌ها در حال حرکت هستند، جلوگیری شود. اندازه بهینه نانوروبات‌ها باعث می‌شود که بدون آسیب رساندن به بافت حساس چشم، از درون شبکه پلیمری بیولوژیکی سر بخورند. این نانوربات‌های شگفت‌انگیز را می‌توان با دارو یا دارو بارگیری کرد و می‌توان آن‌ها را سانتی‌متر به سانتی‌متر هدایت کرد و با استفاده از میدان‌های مغناطیسی در زمان واقعی، ناحیه خاصی در چشم را هدف گرفت.

دانشمندان هزاران نانوربات را با استفاده از یک سوزن به چشم خوک تزریق کردند و میدان مغناطیسی را به درستی اعمال کردند تا نانوروبات‌ها را در مجموع 30 دقیقه از زمان تزریق به سمت شبکیه چشم به هم بزنند. آنها به طور مداوم مسیر طی شده توسط نانوروبات را با استفاده از یک تکنیک تصویربرداری که معمولاً در تشخیص بیماری های چشمی استفاده می شود، زیر نظر گرفتند. این تکنیک منحصر به فرد و کم تهاجمی است. اگرچه تاکنون فقط در سیستم‌ها یا سیالات مدل نشان داده شده است. دانشمندان امیدوارند در آینده ای نزدیک از این تکنیک برای بارگذاری نانوروبات ها با روش های درمانی مناسب استفاده شود و آنها به سایر بافت های متراکم نرم در قسمت های غیرقابل دسترس بدن انسان برسند. حوزه نانوپزشکی - استفاده از نانو ربات ها برای درمان - در چند سال گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده است و انواع مختلفی از نانو ربات ها در حال توسعه هستند که برخی از آنها از فرآیند ساخت سه بعدی استفاده می کنند. جالب توجه است که تقریباً یک میلیارد نانوروبات را می توان در چند ساعت با تبخیر دی اکسید سیلیکون و سایر مواد مانند آهن بر روی ویفر سیلیکونی تحت شرایط خلاء بالا توسعه داد.

***

{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}

منبع (ها)

ژیگوانگ دبلیو و همکاران 2018. انبوهی از میکروپروپلرهای لغزنده به بدن زجاجیه چشم نفوذ می کنند. با پیشرفتهای علمی. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388

***