Inovativna tehnologija koja menja standardni način lečenja
Kada čujete da će tehnologija zavladati svetom pomislite li da će roboti ili inteligentnija mašinerija da nas zameni na radnim mestima i da žive umesto nas. Možda nekad, ali jedan od pravaca u kojem se tehnologija razvija je da nas izleči.
Ovakav efekat se postiže korišćenjem minijaturnih robota (minuscule robots). Veličina mikrorobota se meri u mikrometrima(µm), a ta veličina retko prelazi veličinu standardnog eritrocita (crvene krvne ćelije). Kada ovi minijaturni roboti dostižu veličinu do 0.001 mikrometar, tj. 1 nanometar (nm), nazivaju se nanorobotima.
Mesto delovanja minijaturnih robota je u krvnim sudovima, te lek direktno dolazi do željene tačke na telu.
Izmenjen sastav mikrorobota radi ovakve primene
Mikoroboti se napajaju van tela pomoću magnentnog polja što im omogućavaju magnetni metalni delovi od kojih se sastoje. Pod magnetnim metalnim delovima, kad su u pitanju mikroroboti sa terapijskom funkcijom, mislimo na odgovarajuće polimere.
Polimeri imaju prednost jer mogu da stvaraju fleksibilne komponente koje mogu da se rastvore u telu. Lekovi se ugrađuju u polimere i time omogućavaju selektivno provođenje supstance do određene tačke u telu.
Minijaturni roboti su sposobni da osete svoje okruženje, da se kreću i izvršavaju mehaničke zadatke baš kao i veliki roboti. Međutim, ovde nije reč o istoj vrsti robota.
Mikroroboti u borbi protiv karcinoma
Nanoroboti u sastavu sadrže DNK lance smotane u cevčice sa antikoagulatnim lekom (lekom protiv zgrušavanja krvi). Na površini nanorobota, postavljen je mali molekul DNK koji ima sposobnost da se vezuje za specifične proteine. U ovom slučaju to su specifične tumor protein tumor markeri, proteini karakteristični za maligne ćelije.
Ilustracija medicinskih mikrorobota
Kad nanorobot prepozna ćeliju tumora on se vezuje za protein i time se pokreće proces odmotavanja DNK cevčice i oslobađanja leka. Većina lekova koja se koristi u borbi protiv karcinoma ima velike negativne efekte jer ne razlikuje zdravu ćeliju od bolesne. Nanoroboti, međutim, deluju direktno na ćelije tumora i nemaju neželjenje efekte.
Mikro hirurzi
Mikro hirurzi su nešto drugačiji od prethodno spomenutih nanobotova; prečnika nešto manje od milimetra, izgrađeni od elastičnih polimera ispunjenih magnetnim česticama. Takva građa im pruža mogućnost kretanja kroz tečnosti i mogućnost izvođenja pokreta kako bi uhvatili predmete.
Roboti bi na kraju mogli da se koriste za sakupljanje biopsija tkiva ili nošenje kapsula lekova u telu. Botovi koji se trenutno razvijaju na Univerzitetu u Torontu izgledaju kao rasklopljene kocke sa četiri pravougaone ruke koje pomažu prilikom hvatanja stvari.
Istraživači iz ETH Zurich, u Švajcarskoj, već su testirali sličan mikrobot u oku zeca, koristeći ga za probijanje krvnog suda vrhom sličnim iglama. Krajnji cilj je stvaranje paketa bežičnih hirurških alata.
Mikrorobot sa pokretnim “nogama”, https://www.nature.com/articles/d41586-020-02421-2
„Umesto da imamo otvoreno mesto rane, voleli bismo da možemo ubrizgati hirurški alat”, kaže Eric Diller, docent mašinskog inženjerstva na Univerzitetu u Torontu u Kanadi, koji je prvi krenuo sa razvojem ove ideje. „Mogli bismo da radimo neinvazivne, a ne samo minimalno invazivne zahvate bez spoljnih posekotina i bez komplikacija koje potiču od hirurške intervencije.”
Nanoroboti iz jednog organizma mogu uticati na drugi
U decembru 2018. godine je grupa na Lajbnicovom Institutu za istraživanje čvrstog stanja i materijala u Nemačkoj napunila ćelije sperme lekovima protiv raka i opremila ih sićušnim magnetnim “priborom”.
Targetovanje kancerogenih ćelija mikrorobotima
Repovi spermatozoida pružali su pogon, ali “priborom” omogućeno je istraživačima da ih vode magnetnim poljem prema mini tumorima karcinoma grlića materice koji su uzgajani u Petrijevoj posudi. Ubili su 87% ćelija tumora u roku od tri dana.
Nekoliko godina ranije, tim iz politehnike Montreal u Kanadi, izolovao je bakterije koje prirodno plivaju duž linija magnetnog polja. Ovakve bakterije su “napunili” lekovima za rak i koristeći veštačka magnetna polja da bi ih usmerili na tumore kod miševa.
Lekovi na “Motor”
Mikrobotovi imaju drugačiji efekat kada im se pristupi drugačije. Najrazvijeniji pristup omogućava njihovo funkcionisanje pomoću „nanomotora“ i „mikromotora“. Pod ovim terminima mislimo na sitne čestice, cevi ili žice napravljene od materijala poput zlata, magnezijuma i ugljenika.
Oni se ili pokreću gorivima koja se nalaze u telu, poput želudačne kiseline ili vode. Ove čestice mogu se pomerati dejstvom magnetnog polja ili ultrazvučnih talasa. Doktor Džozef Vang, profesor nanoinženjeringa na Kalifornijskom univerzitetu u San Dijegu, prošlog avgusta, sa svojim timom pokazao je da mikromotori napunjeni antibiotikom i pokrenuti želudačnom kiselinom mogu efikasnije lečiti stomačne infekcije kod miševa nego samo uzimanje leka.
„Mi samo unesemo motore u nečiji želudac i oni autonomno plivaju“, rekao je. „To je kao da popijete lek i zaboravite na njega.“
Izvori:
