For the first time nanorobots have been designed which can deliver narkotika directly into the eyes without causing damage.
nanorobot teknologi er en nyere teknikk i sentrum av fokus for forskere for behandling av flere sykdommer. 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 menneskelig 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 celler. Generally, for most diseases such a targeted medikament delivery may not be essentially required, however for complicated illnesses such as diabetes or cancer it can be very beneficial.
Netthinnesykdommer i øyet
Behandlingen av øye 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 øye 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.
Det er ekstremt vanskelig å behandle sykdommer som påvirker netthinnen, fordi det er svært utfordrende å levere målrettede legemidler gjennom det tette biologiske vevet som finnes i øyet. Selv om øyevev for det meste består av vann, men de består av viskøs øyekule og et tett nettverk av molekyler (hyaluronan og kollagen) som ikke lett kan penetreres av partikler, da disse begge er veldig sterke barrierer. Det kreves mye presisjon for å gjøre en målrettet medikamentlevering til øyet. Dette er grunnen til at tradisjonelle metoder som har blitt brukt for å levere medisiner til øynene hovedsakelig har vært avhengig av tilfeldig og passiv diffusjon av molekyler, og disse metodene er ikke egnet for å levere medisiner til den bakre delen av øyet.
Nanoroboter for å behandle netthinnesykdommer
Forskere ved Max Planck Institute for Intelligent Systems i Stuttgart har sammen med et team utviklet nanoroboter ('kjøretøyer') som for aller første gang kan gå gjennom det tette øyevevet. Disse nanorobotene ble laget ved hjelp av en vakuumbasert teknikk der silikabaserte nanopartikler ble mønstret på en wafer som deretter ble plassert inne i et vakuumkammer i en spesiell vinkel mens de avsatte silikamateriale som jern eller nikkel. Skyggeleggingen forårsaket av en grunn vinkel sørger for at materialet bare avsettes på nanopartikler som deretter antar spiralformet propellstruktur. Disse nanorobotene er omtrent 500 nm brede og 2 μm lange, magnetiske av natur og formet som mikropropeller. Denne størrelsen er omtrent 200 ganger mindre enn diameteren til en enkelt hårstrå. Nanorobotene blir deretter belagt med et non-stick bio-væskelag på utsiden for å forhindre adherens mellom nanoroboten og det biologiske proteinnettverket i øyevevet når nanoroboter navigerer gjennom det. Den optimale størrelsen på nanoroboter sørger for at de sklir gjennom det biologiske polymernettverket uten å skade det sensitive øyevevet. Disse fantastiske nanorobotene kan lastes med medisiner eller medisiner og kan navigeres cm for cm og målrettes mot et bestemt område i øyet ved bruk av magnetiske felt i sanntid.
Forskere injiserte tusenvis av nanoroboter i et griseøye ved hjelp av en nål og påførte magnetfelt akkurat passende for å røre nanorobotene mot netthinnen i øyet i en total varighet på 30 minutter fra injeksjonen. De overvåket hele tiden banen nanoroboten tok ved å bruke en bildeteknikk som ofte brukes til å diagnostisere øyesykdommer. Denne teknikken er unik og minimalt invasiv. Selv om det så langt bare har blitt vist i modellsystemer eller væsker. Forskere håper at denne teknikken i nær fremtid vil bli brukt til å laste nanoroboter med passende terapi, og de vil nå andre myke tette vev i uoppnåelige deler av menneskekroppen. Feltet nanomedisin – bruk av nanoroboter til terapi – har fått mye oppmerksomhet de siste årene, og mange forskjellige typer nanoroboter utvikles, noen ved hjelp av 3D-produksjonsprosesser. Interessant nok kan nesten en milliard nanoroboter utvikles på noen få timer ved å fordampe silisiumdioksid og andre materialer som jern på en silicowafer under høyvakuumforhold.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Zhiguang W et al. 2018. En sverm av glatte mikropropeller trenger inn i øyets glasslegeme. Vitenskap Fremskritt. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
***
