Po prvi put dizajnirani su nanoroboti koji mogu isporučivati droge izravno u oči bez nanošenja štete.
Nanorobot tehnologija je nedavna tehnika u središtu fokusa znanstvenika za liječenje višestrukih bolesti bolesti. Nanoroboti (koji se nazivaju i nanoboti) sićušni su uređaji napravljeni od komponenata nanorazmjera i veličine su 0.1-10 mikrometara. Nanoroboti imaju potencijal dostave droge u ljudski tijelo na vrlo ciljan i precizan način. Nanoroboti su dizajnirani ili konstruirani na takav način da ih 'privuku' samo bolesne stanice i stoga mogu ciljano ili izravno liječiti te stanice bez nanošenja štete zdravim stanice. Općenito, za većinu bolesti tako ciljano droga porođaj možda nije nužno potreban, no za komplicirane bolesti poput dijabetesa ili raka može biti vrlo koristan.
Bolesti retine oka
Liječenje oko bolesti općenito je usmjeren na smanjenje upale u oku, popravak traumatskih ozljeda i zaštitu ili poboljšanje vida. Zdrava mrežnica – tanak sloj tkiva na stražnjoj strani oka – ključna je za dobar vid. Naša se mrežnica sastoji od milijuna stanica osjetljivih na svjetlost (koje se nazivaju štapići i čunjići) i živčanih vlakana/stanica koje omogućuju pretvaranje svjetlosti koja ulazi u oko u električne impulse do mozga. Ovo je način na koji naše oko prima i obrađuje vizualne informacije i šalje ih u mozak kroz vidni živac. Cijeli proces omogućuje vid i kontrolira kako vidimo slike. Bolesti mrežnice oka zahvaćaju bilo koji dio mrežnice. Nekoliko je oblika liječenja dostupnih za neke bolesti mrežnice, ali su prilično složeni. Cilj svakog liječenja je potpuno zaustaviti ili usporiti oko bolesti i za zaštitu vida (očuvanje, poboljšanje ili vraćanje). Ključno je rano otkriti probleme s mrežnicom jer je oštećenje nepovratno. Ako se ne liječe, neke bolesti mrežnice mogu uzrokovati gubitak vida ili sljepoću.
Izuzetno je teško liječiti bolesti koje zahvaćaju mrežnicu jer je vrlo izazovno isporučiti ciljane lijekove kroz gusto biološko tkivo prisutno u oku. Iako se očna tkiva uglavnom sastoje od vode, ali se sastoje od viskozne očne jabučice i guste mreže molekula (hijaluronan i kolagen) u koje čestice ne mogu lako prodrijeti jer su oboje vrlo jake barijere. Potrebna je velika preciznost za ciljanu dostavu lijeka u oko. To je razlog što su se tradicionalne metode koje su se koristile za dostavu lijekova u oči uglavnom oslanjale na slučajnu i pasivnu difuziju molekula i te metode nisu prikladne za dostavu lijekova u stražnji dio oka.
Nanoroboti za liječenje bolesti mrežnice
Istraživači s Max Planck Instituta za inteligentne sustave u Stuttgartu zajedno s timom razvili su nanorobote ('vozila') koji po prvi put mogu proći kroz gusto tkivo oka. Ovi nanoroboti izrađeni su tehnikom temeljenom na vakuumu u kojoj su nanočestice na bazi silicijevog dioksida bile oblikovane na pločici koja je potom stavljena unutar vakuumske komore pod određenim kutom dok se taloži silicijski materijal poput željeza ili nikla. Sjenčanje uzrokovano plitkim kutom osigurava da se materijal taloži samo na nanočesticama koje tada poprimaju spiralnu strukturu propelera. Ovi nanoroboti široki su oko 500 nm i dugački 2 μm, magnetske su prirode i u obliku su mikro propelera. Ova veličina je oko 200 puta manja od promjera jednog pramena ljudske kose. Nanoroboti su zatim premazani neljepljivim slojem biotekućine s vanjske strane kako bi se spriječilo bilo kakvo prianjanje između nanorobota i biološke proteinske mreže u očnom tkivu kada nanoroboti kreću kroz njega. Optimalna veličina nanorobota osigurava prolazak kroz mrežu biološke polimerne mreže bez oštećenja osjetljivog očnog tkiva. Ovi nevjerojatni nanoroboti mogu se puniti lijekovima ili lijekovima i mogu se kretati cm po cm i ciljati na određeno područje u oku korištenjem magnetskih polja u stvarnom vremenu.
Znanstvenici su ubrizgali tisuće nanorobota u svinjsko oko koristeći iglu i primijenili magnetsko polje kako bi se nanoroboti pomaknuli prema mrežnici oka u ukupnom trajanju od 30 minuta počevši od injekcije. Stalno su pratili put kojim je prošao nanorobot koristeći tehniku snimanja koja se obično koristi u dijagnosticiranju očnih bolesti. Ova tehnika je jedinstvena i minimalno invazivna. Iako je do sada prikazan samo u modelskim sustavima ili tekućinama. Znanstvenici se nadaju da će u bliskoj budućnosti ova tehnika biti korištena za punjenje nanorobota odgovarajućim terapijskim sredstvima te da će doći do drugih mekih gustih tkiva u nedostupnim dijelovima ljudskog tijela. Područje nanomedicine – korištenje nanorobota u terapiji – u posljednjih nekoliko godina dobiva veliku pozornost i razvijaju se mnoge različite vrste nanorobota, od kojih neki koriste 3D proizvodni proces. Zanimljivo je da se gotovo milijardu nanorobota može razviti u nekoliko sati isparavanjem silicijevog dioksida i drugih materijala poput željeza na silikonsku pločicu u uvjetima visokog vakuuma.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Zhiguang W i sur. 2018. Roj skliskih mikropropelera prodire u staklasto tijelo oka. Znanost Napredak. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
***
