Նանորոբոտներ, որոնք թմրանյութեր են հասցնում անմիջապես աչքերի մեջ

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

Նանորոբոտ տեխնոլոգիան վերջին տեխնիկան է, որը գիտնականների ուշադրության կենտրոնում է բազմաթիվ բուժման համար հիվանդություններ. 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 մարդ 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 բջիջներ. Generally, for most diseases such a targeted դեղ delivery may not be essentially required, however for complicated illnesses such as diabetes or cancer it can be very beneficial.

Աչքի ցանցաթաղանթի հիվանդություններ

-ի բուժումը աչք 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 աչք 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.

Չափազանց դժվար է բուժել ցանցաթաղանթի վրա ազդող հիվանդությունները, քանի որ շատ դժվար է թիրախային դեղամիջոցներ հասցնել աչքի մեջ առկա խիտ կենսաբանական հյուսվածքի միջոցով: Թեև աչքի հյուսվածքները հիմնականում կազմված են ջրից, բայց դրանք բաղկացած են մածուցիկ աչքի գնդիկից և մոլեկուլների խիտ ցանցից (հիալուրոնան և կոլագեն), որոնք չեն կարող հեշտությամբ թափանցել մասնիկներով, քանի որ դրանք երկուսն էլ շատ ամուր խոչընդոտներ են: Մեծ ճշգրտություն է պահանջվում աչքին դեղամիջոցի նպատակային առաքում իրականացնելու համար: Սա է պատճառը, որ ավանդական մեթոդները, որոնք կիրառվել են դեղամիջոցներ աչքերին հասցնելու համար, հիմնականում հիմնվել են մոլեկուլների պատահական և պասիվ դիֆուզիայի վրա, և այդ մեթոդները հարմար չեն դեղամիջոցները աչքի հետին հատված հասցնելու համար:

Նանորոբոտներ ցանցաթաղանթի հիվանդությունների բուժման համար

Շտուտգարտում Մաքս Պլանկի խելացի համակարգերի ինստիտուտի հետազոտողները թիմի հետ միասին նանոռոբոտներ են մշակել («տրանսպորտային միջոցներ»), որոնք առաջին անգամ կարող են անցնել աչքի խիտ հյուսվածքի միջով: Այս նանոռոբոտները պատրաստվել են վակուումի վրա հիմնված տեխնիկայի միջոցով, որտեղ սիլիցիումի վրա հիմնված նանոմասնիկները ձևավորվել են վաֆլի վրա, որն այնուհետև տեղադրվել է վակուումային խցիկի ներսում որոշակի անկյան տակ՝ միաժամանակ նստեցնելով սիլիցիումի նյութեր, ինչպիսիք են երկաթը կամ նիկելը: Մակերևութային անկյան հետևանքով առաջացած ստվերը ապահովում է, որ նյութը նստում է միայն նանոմասնիկների վրա, որոնք այնուհետև ստանում են պտուտակաձև պտուտակի կառուցվածք: Այս նանոռոբոտներն ունեն մոտ 500 նմ լայնություն և 2 մկմ երկարություն, մագնիսական բնույթ ունեն և նման են միկրո պտուտակների: Այս չափը մոտ 200 անգամ փոքր է մարդու մազի մեկ շղթայի տրամագծից: Այնուհետև նանոռոբոտները դրսից պատվում են չկպչող կենսահեղուկ շերտով, որպեսզի կանխեն աչքերի հյուսվածքի նանորոբոտի և կենսաբանական սպիտակուցի ցանցի միջև որևէ կպչունություն, երբ նանոռոբոտները նավարկում են դրա միջով: Նանորոբոտների օպտիմալ չափը ապահովում է, որ նրանք սահում են կենսաբանական պոլիմերային ցանցի միջով` չվնասելով աչքի զգայուն հյուսվածքը: Այս զարմանահրաշ նանոռոբոտները կարող են բեռնված լինել դեղերով կամ դեղամիջոցներով և կարող են նավարկվել սմ առ սմ և թիրախավորել աչքի որոշակի հատված՝ իրական ժամանակում մագնիսական դաշտերի օգտագործմամբ:

Գիտնականները ասեղի միջոցով հազարավոր նանոռոբոտներ են ներարկել խոզի աչքի մեջ և կիրառել մագնիսական դաշտ՝ ներարկումից սկսած 30 րոպե ընդհանուր տևողությամբ նանորոբոտները դեպի աչքի ցանցաթաղանթ շարժելու համար: Նրանք անընդհատ վերահսկում էին նանոռոբոտի անցած ուղին՝ օգտագործելով պատկերային տեխնիկա, որը սովորաբար օգտագործվում է աչքի հիվանդությունների ախտորոշման համար: Այս տեխնիկան եզակի է և նվազագույն ինվազիվ: Թեև այն մինչ այժմ ցուցադրվել է միայն մոդելային համակարգերում կամ հեղուկներում: Գիտնականները հույս ունեն, որ մոտ ապագայում այս տեխնիկան կօգտագործվի նանոռոբոտներին համապատասխան թերապևտիկ միջոցներով բեռնելու համար, և նրանք կհասնեն մարդու մարմնի անհասանելի մասերի այլ փափուկ խիտ հյուսվածքներին: Նանոբժշկության ոլորտը՝ նանոռոբոտների օգտագործումը թերապիայի համար, մեծ ուշադրություն է գրավել վերջին մի քանի տարիների ընթացքում, և մշակվում են նանոռոբոտների բազմաթիվ տարբեր տեսակներ, որոնցից ոմանք օգտագործում են 3D արտադրության գործընթացը: Հետաքրքիր է, որ գրեթե մեկ միլիարդ նանոռոբոտներ կարող են մշակվել մի քանի ժամում՝ բարձր վակուումային պայմաններում սիլիցիումի երկօքսիդի և այլ նյութերի, օրինակ՝ երկաթի գոլորշիացման միջոցով:

***

{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական ​​հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}

Աղբյուրը (ներ)

Zhiguang W et al. 2018. Աչքի ապակենման մարմինը թափանցում է սայթաքուն միկրոպրոպելերների պարս. Գիտություն Առաջընթաց. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388

***