Po raz pierwszy zaprojektowano nanoroboty, które potrafią dostarczać leki bezpośrednio do oczu, nie powodując uszkodzeń.
Nanorobot technologia jest najnowszą techniką w centrum zainteresowania naukowców w leczeniu mnogich choroby. Nanoroboty (zwane także nanobotami) to maleńkie urządzenia wykonane z elementów w skali nano, o wielkości 0.1–10 mikrometrów. Nanoroboty mają potencjał dostarczania leków do człowiek ciała w bardzo ukierunkowany i precyzyjny sposób. Nanoroboty zostały zaprojektowane lub skonstruowane w taki sposób, że „przyciągają” je tylko chore komórki, dzięki czemu mogą przeprowadzać ukierunkowane lub bezpośrednie leczenie w tych komórkach, nie powodując przy tym żadnych uszkodzeń zdrowych komórek. komórki. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku większości chorób jest to celowe lek poród może nie być w zasadzie konieczny, jednak w przypadku skomplikowanych chorób, takich jak cukrzyca czy rak, może być bardzo korzystny.
Choroby siatkówki oka
Leczenie oko ogólnie ma na celu zmniejszenie stanu zapalnego oka, naprawę urazów pourazowych oraz ochronę lub poprawę wzroku. Zdrowa siatkówka – cienka warstwa tkanki znajdująca się w tylnej części oka – ma kluczowe znaczenie dla dobrego widzenia. Nasza siatkówka składa się z milionów wrażliwych na światło komórek (zwanych pręcikami i czopkami) oraz włókien/komórek nerwowych, które umożliwiają przekształcenie światła wpadającego do oka w impulsy elektryczne docierające do mózgu. W ten sposób informacje wizualne są odbierane i przetwarzane przez nasze oko i wysyłane do mózgu przez nerw wzrokowy. Cały proces umożliwia widzenie i kontroluje sposób, w jaki widzimy obrazy. Choroby siatkówki oka wpływają na dowolną część siatkówki. W przypadku niektórych chorób siatkówki dostępnych jest niewiele form leczenia, są one jednak dość złożone. Celem każdego leczenia jest całkowite zatrzymanie lub spowolnienie oko choroby oraz chronić wzrok (zachować, poprawić lub przywrócić). Bardzo ważne jest wczesne wykrycie problemów z siatkówką, ponieważ uszkodzenia są nieodwracalne. Nieleczone niektóre choroby siatkówki mogą powodować utratę wzroku lub ślepotę.
Niezwykle trudno jest leczyć choroby dotykające siatkówkę, ponieważ dostarczanie celowanych leków przez gęstą tkankę biologiczną obecną w oku jest bardzo trudne. Chociaż tkanki oka składają się głównie z wody, ale składają się z lepkiej gałki ocznej i gęstej sieci cząsteczek (hialuronianu i kolagenu), które nie mogą być łatwo spenetrowane przez cząsteczki, ponieważ obie te bariery są bardzo silnymi barierami. Do celowego dostarczania leku do oka wymagana jest duża precyzja. Jest to powód, dla którego tradycyjne metody, które były stosowane do dostarczania leków do oczu, opierały się głównie na przypadkowej i biernej dyfuzji cząsteczek i metody te nie są odpowiednie do dostarczania leków do tylnej części oka.
Nanoroboty do leczenia chorób siatkówki
Naukowcy z Instytutu Systemów Inteligentnych im. Maxa Plancka w Stuttgarcie wraz z zespołem opracowali nanoroboty („pojazdy”), które po raz pierwszy mogą przejść przez gęstą tkankę oka. Te nanoroboty zostały wykonane przy użyciu techniki próżniowej, w której nanocząsteczki na bazie krzemionki zostały naniesione na wafel, który następnie umieszczono w komorze próżniowej pod określonym kątem, jednocześnie osadzając materiał krzemionkowy, taki jak żelazo lub nikiel. Zacienienie spowodowane małym kątem sprawia, że materiał osadza się tylko na nanocząsteczkach, które następnie przyjmują spiralną strukturę śmigła. Te nanoroboty mają około 500 nm szerokości i 2 μm długości, mają charakter magnetyczny i mają kształt mikrośmigieł. Ten rozmiar jest około 200 razy mniejszy niż średnica pojedynczego kosmyka ludzkiego włosa. Nanoroboty są następnie powlekane od zewnątrz nieprzywierającą warstwą biopłynu, aby zapobiec przyleganiu nanorobota do sieci białek biologicznych w tkance oka, gdy nanoroboty przez nią poruszają się. Optymalna wielkość nanorobotów sprawia, że prześlizgują się one przez siatkę biologicznej sieci polimerowej bez uszkadzania wrażliwej tkanki oka. Te niesamowite nanoroboty mogą być ładowane lekami lub lekami i można nimi nawigować centymetr po centymetrze i nakierować na określony obszar oka za pomocą pól magnetycznych w czasie rzeczywistym.
Naukowcy wstrzyknęli tysiące nanorobotów do oka świni za pomocą igły i zastosowali pole magnetyczne, aby poruszyć nanoroboty w kierunku siatkówki oka przez łączny czas 30 minut od wstrzyknięcia. Nieustannie monitorowali drogę, jaką przebył nanorobot, wykorzystując technikę obrazowania, która jest powszechnie stosowana w diagnostyce chorób oczu. Ta technika jest wyjątkowa i mało inwazyjna. Choć do tej pory pokazano to tylko w układach modelowych lub płynach. Naukowcy mają nadzieję, że w niedalekiej przyszłości technika ta zostanie wykorzystana do załadowania nanorobotów odpowiednią terapią i dotrą one do innych gęstych tkanek miękkich w niedostępnych częściach ludzkiego ciała. Dziedzina nanomedycyny – wykorzystanie nanorobotów w terapii – cieszy się w ciągu ostatnich kilku lat dużym zainteresowaniem i opracowywanych jest wiele różnych typów nanorobotów, niektóre wykorzystujące proces produkcji 3D. Co ciekawe, w ciągu kilku godzin można opracować prawie miliard nanorobotów poprzez odparowanie dwutlenku krzemu i innych materiałów, takich jak żelazo, na wafel krzemowy w warunkach wysokiej próżni.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
Zhiguang W i in. 2018. Rój śliskich mikrośmigieł wnika do ciała szklistego oka. Postępy nauki. 4 ust. 11. https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
***
