کمک ربات‌های مغناطیسی به نانوذرات برای انتقال دارو

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، دقیقاً همانند فضاپیماهای فیلم علمی تخیلی "Fantastic Voyage" که طی آن یک خدمه زیردریایی به اندازه‌های مختلف در می‌آمد و در بدن می‌گشت تا سلول‌های آسیب دیده را بازسازی کند این ربات‌ها نیز در جریان خون شناورند و جریاناتی را ایجاد می‌کنند که نانو ذرات را همراه با آنها می‌کشاند.

پژوهشگران در طراحی این میکرو ربات‌های مغناطیسی از "نیروی محرکه باکتریایی"(bacterial propulsion) الهام گرفتند زیرا این نیرو می‌تواند به غلبه بر یکی از بزرگترین موانع تحویل داروها با نانوذرات کمک کند. طی این فرایند ذرات از رگ‌های خونی خارج شده و در مکان مناسب تجمع می‌یابند.

"سانتجتا باتیا"(Sangeta Bhatia) پروفسور علوم بهداشتی و فناوری و عضو مؤسسه تحقیقاتی تلفیقی سرطان مؤسسه ام. آی.تی که نویسنده ارشد این مطالعه نیز است گفت: هنگامی که شما نانومواد را در جریان خون قرار داده و آنها را به بافت‌های آسیب دیده رسانده اید، بزرگترین مانع رسیدن مواد به درون بافت، لایه رگ‌های خونی است. ایده ما این بود که ببینیم آیا می‌توان از مغناطیس برای ایجاد نیروهای مایع که نانوذرات را به داخل بافت فشار می‌دهند، استفاده کرد یا خیر.

نحوه ساخت این ربات‌های کوچک

"شرل" (Schuerle) که اکنون یکی از اساتید مؤسسه فناوری فدرال سوئیس است، یکی از افرادی بود که از سال ۲۰۱۴ و زمانیکه دانشجو بود کار بر روی ساخت این ربات‌ها مغناطیسی کوچک را در آزمایشگاه "Brad Nelson's Multiscale Robotics " سوئیس آغاز کرد.

ربات‌هایی که شرل در این مطالعه، از آنها استفاده نمود، ۳۵ صدم یک میلی‌متر طول دارند و با استفاده از یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل می‌شود. این ربات "الهام گرفته از فرآیند زیستی"(bioinspired ) که محققان نام آن را "تاژک باکتریایی مصنوعی"(artificial bacterial flagellum) نامیده‌اند، شامل یک منحنی فنری کوچک تاژک مانند است که بسیاری از باکتری‌ها از آن برای حرکت خود استفاده می‌کنند. این ربات‌ها با چاپگر ۳ بعدی با وضوح بالا چاپ شده‌اند و سپس روی آنها با نیکل پوشیده شده است که این امر آنها را مغناطیسی می‌کند.

محققان برای آزمایش توانایی یک ربات تنها برای کنترل نانوذرات نزدیک، یک "سیستم میکرو فلوئیدیک"(microfluidic system) را ایجاد کردند که سیستم مذکور رگ‌های خونی که تومور را احاطه کرده‌اند، شبیه‌سازی می‌کند.

با استفاده از آهنرباهای بیرونی، محققان میدان‌های مغناطیسی را به ربات اعمال می‌کنند که موجب می‌شود که منحنی فنری از طریق این کانال عبور کند. از آنجا که سیال در خلاف جهت این کانال عبور می‌کند بنابراین ربات مذکور ثابت باقی می‌ماند و یک جریان کنتراست ایجاد می‌کند که ۲۰۰ ذرات پلی‌استایرن نانومتری را به بافت مذکور هل می‌دهند.

این نوع سیستم به طور بالقوه می‌تواند به "استنت‌ها" (stents) که ثابت هستند منتقل شده و به میدان مغناطیسی خارجی متصل شود.

باتیا در این باره افزود: چنین رویکردی می‌تواند برای عرضه داروها برای کاهش التهاب در محل استنت مفید باشد.

استنت (Stent) در واژگان فنی پزشکی به لوله توری مصنوعی از جنس فلز اطلاق می‌شود که در یک گذرگاه یا مجرایی طبیعی (لومن) در بدن، برای جلوگیری یا رویارویی با نقص ناشی از انقباض موضعی جریان درون آن مجرا قرار می‌گیرد.

یافته‌های این مطالعه در مجله " Science Advances " منتشر شد.