For the first time nanorobots have been designed which can deliver narkotikas directly into the eyes without causing damage.
Nanorobots tehnoloģija ir nesena metode, kas ir zinātnieku uzmanības centrā, lai ārstētu vairākus slimības. 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 cilvēka 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 šūnas. Generally, for most diseases such a targeted zāles delivery may not be essentially required, however for complicated illnesses such as diabetes or cancer it can be very beneficial.
Acs tīklenes slimības
Ārstēšana acs 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 acs 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.
Ir ārkārtīgi grūti ārstēt slimības, kas ietekmē tīkleni, jo ir ļoti grūti ievadīt mērķtiecīgas zāles caur blīvajiem bioloģiskajiem audiem, kas atrodas acī. Lai gan acu audi galvenokārt sastāv no ūdens, tie sastāv no viskoza acs bumbiņas un blīva molekulu tīkla (hialuronāna un kolagēna), kurā daļiņas nevar viegli iekļūt, jo tās ir ļoti spēcīgas barjeras. Lai mērķtiecīgi ievadītu zāles acī, ir nepieciešama liela precizitāte. Šī iemesla dēļ tradicionālās metodes, kas tika izmantotas zāļu ievadīšanai acīs, galvenokārt ir balstītas uz nejaušu un pasīvu molekulu difūziju, un šīs metodes nav piemērotas zāļu ievadīšanai acs aizmugurē.
Nanoroboti tīklenes slimību ārstēšanai
Maksa Planka Inteliģento sistēmu institūta Štutgartē pētnieki kopā ar komandu ir izstrādājuši nanorobotus (“transportlīdzekļus”), kas pirmo reizi var iziet cauri blīvajiem acs audiem. Šie nanoroboti tika izgatavoti, izmantojot vakuuma metodi, kurā uz silīcija dioksīda bāzes veidotas nanodaļiņas tika uzrakstītas uz vafeles, kuras pēc tam tika ievietotas vakuuma kamerā noteiktā leņķī, vienlaikus uzklājot silīcija dioksīda materiālu, piemēram, dzelzi vai niķeli. Sekla leņķa radītā ēnošana nodrošina, ka materiāls nogulsnējas tikai uz nanodaļiņām, kas pēc tam iegūst spirālveida dzenskrūves struktūru. Šie nanoroboti ir aptuveni 500 nm plati un 2 μm gari, pēc būtības magnētiski un veidoti kā mikro propelleri. Šis izmērs ir aptuveni 200 reižu mazāks par vienas cilvēka matu šķipsnas diametru. Pēc tam nanorobotus no ārpuses pārklāj ar nepiedegošu bioloģiski šķidru slāni, lai novērstu jebkādu nanorobota un bioloģisko olbaltumvielu tīkla saķeri acs audos, kad nanoroboti pārvietojas pa to. Optimālais nanorobotu izmērs nodrošina, ka tie izslīd cauri bioloģiskā polimēru tīkla sietam, nesabojājot jutīgos acu audus. Šos apbrīnojamos nanorobotus var ielādēt ar zālēm vai zālēm, un tos var pārvietot cm pa cm un mērķēt uz noteiktu acs zonu, izmantojot magnētiskos laukus reāllaikā.
Zinātnieki injicēja tūkstošiem nanorobotu cūkas acī, izmantojot adatu, un pielika magnētisko lauku tieši tā, lai nanoroboti virzītu uz acs tīkleni kopumā 30 minūšu laikā, sākot no injekcijas. Viņi pastāvīgi uzraudzīja nanorobota ceļu, izmantojot attēlveidošanas paņēmienu, ko parasti izmanto acu slimību diagnosticēšanai. Šī metode ir unikāla un minimāli invazīva. Lai gan tas līdz šim ir parādīts tikai modeļu sistēmās vai šķidrumos. Zinātnieki cer, ka tuvākajā nākotnē šo paņēmienu izmantos, lai nanorobotus noslogotu ar atbilstošu ārstniecības līdzekli un tie nonāks līdz citiem mīkstajiem blīvajiem audiem neaizsniedzamās cilvēka ķermeņa vietās. Nanomedicīnas joma – nanorobotu izmantošana terapijā – pēdējos gados ir guvusi lielu uzmanību, un tiek izstrādāti dažādi nanorobotu veidi, dažos izmantojot 3D ražošanas procesu. Interesanti, ka gandrīz miljardu nanorobotu var izveidot dažu stundu laikā, iztvaicējot silīcija dioksīdu un citus materiālus, piemēram, dzelzi, uz silīcija vafeles augsta vakuuma apstākļos.
***
{Jūs varat izlasīt oriģinālo pētījumu, noklikšķinot uz DOI saites, kas norādīta tālāk citēto avotu sarakstā}
Avots (-i)
Zhiguang W et al. 2018. Slidenu mikropropelleru bars iekļūst acs stiklveida ķermenī. Zinātne Avansa. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
***
