نسل جدید روبات ها که مانند زیردریایی در بدن شنا می کنند مرکز املاک: محققان با ابداع روشی ساده و کم هزینه، نسل جدیدی از روبات های میکروسکوپی را طراحی نموده اند که می توانند مانند زیردریایی های هوشمند در بدن حرکت کنند. به گزارش مرکز املاک به نقل از ستاد نانو، این ذرات که از جنس پروتئین و بشکل حباب هستند، با بهره گیری از سوخت های طبیعی بدن به پیش رانده می شوند و به صورت خودکار یا با کمک میدان مغناطیسی، تومورهای سرطانی را پیدا کرده و داروهای شیمی درمانی را مستقیماً به آنها تزریق می کنند. موفقیت اولیه این فناوری در درمان تومورهای مثانه موش ها، امیدها را برای تحولی بزرگ در حوزه مبارزه با سرطان بدون عوارض جانبی گسترده، افزایش داده استپژوهشگران مؤسسه فناوری کالیفرنیا گام بلندی در جهت تحقق نسل آینده روبات های میکروسکوپیِ تحویل دهنده دارو برداشته اند. آنها با ابداع روشی ساده و کم هزینه، ساختار و فرایند تولید این روبات های ریز را متحول کرده اند. این موفقیت علمی که در قالب مقاله ای در شماره دوم فوریه ژورنال معتبر «نیچر نانوتکنولوژی» انتشار یافته، نشان داده است که این ذرات هوشمند که به شکل حباب طراحی شده اند، قابلیت هدف گیری و نابودی تومورهای سرطانی در مدلهای حیوانی را دارند.پتانسیل روبات های میکروسکوپی یا «میکروربات ها» در عرصه پزشکی خیلی گسترده ارزیابی می شود. این اجسام ریز می توانند برای انجام ماموریت هایی در درون بدن، همچون حس کردن نشانگرهای زیستی، دستکاری اجسامی مانند لخته های خون یا تحویل هدفمند داروها به محل تومورها طراحی شوند. با این وجود، چالش اصلی، ساخت میکروربات هایی کارآمد، سازگار با بافت های زیستی (بیوکمپتیبل) و با این وجود اقتصادی بوده است. تیم تحقیقاتی به رهبری «وی گائو»، استاد مهندسی پزشکی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا و محقق مؤسسه تحقیقات پزشکی هریتیج، قبل از این با بهره گیری از تصویربرداری اولتراسوند و هدایت مغناطیسی، روبات های چاپ سه بعدی مینیاتوری را برای رهاسازی داروهای ضدسرطان در یک مدل حیوانی به کار گرفته بودند. تولید آن میکروربات ها در اتاق تمیز و با تجهیزات تخصصی انجام می شد و دارای پوسته ای هیدروژلی از جنس پلیمری ژله ای بودند که یک حباب میکروسکوپی را در بر می گرفت.اما حالا، این تیم بین رشته ای به نگاهی ساده تر و با این وجود هوشمندتر دست یافته اند. گائو در اینباره می گوید: «ما فکر کردیم، چه می شود اگر این سیستم را حتی ساده تر نماییم و فقط خود حباب را به یک روبات تبدیل کنیم؟ تولید حباب ها آسان است و از قبل می دانیم که با بدن سازگاری خیلی خوبی دارند. علاوه بر این، اگر لازم باشد می توان آنها را بلا فاصله از بین برد.» بر این اساس، محققان روشی برای ایجاد چنین روبات های حبابی ساده ای ابداع کردند. آنها با بهره گیری از یک پروب اولتراسوند، محلولی متشکل از پروتئین سرم آلبومین گاوی (BSA) – که یک پروتئین استاندارد حیوانی و پرکاربرد در آزمایش گاه هاست – را به هم زدند تا هزاران حباب میکروسکوپی با پوسته ای پروتئینی ایجاد کنند.گام بعدی، استفاده از یک خصوصیت کلیدی دیگر پوسته پروتئینی، یعنی گروههای آمین فراوان روی سطح آن بود. گروههای آمین، مجموعه ای از اتم ها با پیوند کربن-نیتروژن هستند که به آسانی می توانند از نظر شیمیایی اصلاح شوند. با اتصال به این گروههای آمین، محققان دو نوع میکروربات با شیوه های مختلف کنترل حرکت ساختند. همینطور داروهای ضدسرطانی مانند دوکسورابیسین نیز با موفقیت به سطح هر دو نسخه متصل می شوند. محققان آنزیم اوره آز را به سطح هر دو نسخه از روبات های حبابی متصل کردند. اوره آز مانند یک موتور کوچک عمل کرده و به روبات ها حرکت می دهد.این آنزیم واکنشی با اوره – یک محصول زائد فراوان در سراسر بدن که به مثابه سوخت زیستی برای روبات ها عمل می کند – کاتالیز کرده و آمونیاک و دی اکسید کربن تولید می کند. از آنجائیکه اوره آز به صورت یکنواخت روی سطح حباب ها توزیع نشده است، با گذشت زمان، این محصولات در یک سمت بیش از سمت دیگر تجمع می یابند. این عدم تعادل، یک محیط شیمیایی نامتقارن در اطراف حباب بوجود می آورد که یک «فشار» خالص ایجاد کرده و میکروربات ها را به جلو می راند.در نسخه اول، تیم تحقیقاتی نانوذرات مغناطیسی را به سطح روبات های حبابی متصل کرد و آنها را نسبت به میدان مغناطیسی پاسخ گو ساخت. با کمک تصویربرداری اولتراسوند از حباب های میکروسکوپی درون این روبات ها، می توان آنها را با آهن رباهای خارجی بسمت یک هدف مشخص در بدن هدایت کرد. اما دانشمندان قصد داشتند یک گام فراتر بروند. گائو می افزاید: «ما می خواستیم روبات ها را باهوش تر نماییم.»با توجه به این نکته که تومورها و مناطق التهاب زده در مقایسه با سلول های عادی، غلظت بالایی از پراکسید هیدروژن تولید می کنند، این تیم تصمیم گرفت آنزیم دیگری به نام کاتالاز را به سطح نسخه دوم میکروربات ها متصل کند. کاتالاز واکنشی با پراکسید هیدروژن انجام داده و آب و اکسیژن تولید می کند. از راه رفتاری که به «شیمی گرایی» مشهور است، حباب های مجهز به کاتالاز به صورت خودکار بسمت غلظت های بالاتر پراکسید هیدروژن حرکت می کنند و این امر آنها را مستقیماً بسمت تومورها راهنمایی می کند.تیم گائو کارآمدی این دو طرح را در مدلهای حیوانی دچار تومور مثانه آزمایش کرد. نتایج نشان داد که هر دو نوع روبات حبابی قادرند با موفقیت دارو را به محل تومور برسانند و رشد تومور را به میزان قابل توجهی مهار کنند. این روبات های ساده شده نه فقط در تولید انبوه اقتصادی تر هستند، بلکه به لطف ماهیت پروتئینی خود، زیست سازگاری بالایی دارند و بعد از انجام ماموریت نیز به آسانی تجزیه می شوند.این موفقیت نویدبخش، افق های جدیدی در حوزه دارورسانی هدفمند و شخصی سازی شده برای بیماری هایی مانند سرطان گشوده است. امکان هدایت خودکار یا کنترل ازراه دور این نانوذرات بسمت کانون بیماری، عوارض جانبی درمان های سیستمیک کنونی را به حداقل می رساند و کارآمدی دارو را بشکل قابل ملاحظه ای می افزاید. با وجود نیاز به تحقیقات بیشتر و آزمایش های بالینی، بنظر می رسد روبات های حبابی در آینده ای نه چندان دور، به سربازان نامرئی و فوق هوشمندی تبدیل شوند که در جریان خون بیماران گشت زنی کرده و بیماری را در نطفه هدف می گیرند. این فناوری قدمی بلند به سمت تحقق پزشکی دقیق و کم تهاجمی است. به اجمال، گروه های آمین، مجموعه ای از اتم ها با پیوند کربن-نیتروژن هستند که به راحتی می توانند از نظر شیمیایی اصلاح شوند. از آنجائیکه اوره آز بصورت یکنواخت روی سطح حباب ها توزیع نشده است، با گذشت زمان، این محصولات در یک سمت بالاتر از سمت دیگر تجمع می یابند. این موفقیت نویدبخش، افق های جدیدی در عرصه دارورسانی هدفمند و شخصی سازی شده برای بیماری هایی مانند سرطان گشوده است. منبع: lazertag.ir 0.0 / 5 6 1404/11/24 15:49:08 تگهای خبر: استاندارد , بدن , پوست , تكنولوژی این پست مرکز املاک را می پسندید؟ (0) (0) X تازه ترین مطالب مرتبط مرجع طراحی و تولید مخازن ذخیره و حمل سیالات صنعتی برنامه ای برای ساخت مسکن ۲۵ متری وجود دارد؟ مقایسه ویلاهای لوکس فرانسه با ایران بحران مدیریت مناطق آزاد انتصاب غیرتخصصی سرمایه گذاران را فراری می دهد نظرات بینندگان در مورد این مطلب نظر شما در مورد این مطلب نام: ایمیل: نظر: سوال: = ۹ بعلاوه ۴