ربات زیستی کوکی پیچ‌و‌تاب‌دار با قابلیت آزادسازی دوزهای مشخص دارو

میکروماشین‌های نرم پرینت سه‌بعدی شده در داخل بدن کاشته شده و مقادیر مشخص داروهای شیمی‌درمانی را آزاد می‌کنند.

هنگامی که ساعت‌ساز سوئیسی چرخ ژنو را ابداع کرد، هرگز تصور نمی‌کرد روزی مهندسان زیستی یک نسخه ۱۵ میلیمتری از هیدروژل پیچ‌و‌تاب‌دار از آن را برای کاربردهای زیستی استفاده کنند (چرخ ژنو سازوکاری چرخ‌دنده‌ای است که حرکت دورانی پیوسته را به حرکت دورانی منقطع متناوب تبدیل می‌کند). آنها در تلاش بودند یک میکروماشین زیست‌سازگار برای کاشت در بدن و ارائه دوز مناسب از دارو ارائه دهند.

این ربات زیستی جدید عجیب‌وغریب از آزمایشگاه ساموئل سیا، استاد مهندسی زیست پزشکی در دانشگاه کلمبیا، در شهر نیویورک آمده است. این دستگاه قادر است بدون باتری و سیم و خارج از بدن، یک دوز مشخص دارویی را در دستور کار قرار دهد. این ابزار به‌خوبی برای دوره جدید که به سمت پزشکی شخصی می‌رود، مناسب است. سیا می‌گوید: «پزشکان می‌خواهند ببینند چگونه بیمار از این دستگاه استفاده می‌کند و پس از آن تغییر درمان بر این اساس چگونه خواهد بود.»

تیم دکتر سیا یک نوع از چاپ سه‌بعدی را برای ساخت چرخ ژنو کوچک خود ابداع کردند. آنها به‌صورت لایه‌ای هیدروژل را برای تولید اشکال جامد لاستیکی روی هم سوار کردند. کل فرآیند چاپ و مونتاژ یک چرخ ژنو کمتر از ۳۰ دقیقه طول می‌کشد. پرینترهای سه‌بعدی معمولی امروزه چند ساعت زمان برای ساخت یک دستگاه مشابه صرف می‌کنند و به‌علاوه مواد نرم مانند هیدروژل قابل چاپ با آنها نیست.

001

مراحل قرارگیری لایه‌ها

002

اجزای چرخ ژنو که با هیدروژل چاپ شده است.

بخشی که مانند ساعت دقیق کار می‌کند، چرخ پیچ‌وتاب‌دار ژنو است که یک چرخ‌دنده ساده است که فقط یک تکه لاستیک با نانوذرات آهن در آن جاسازی شده است. با قرار گرفتن تحت میدان و یک کلیک، یکی از شش اتاق با یک سوراخ و یک دوز از دارو جاری می‌شود. در استفاده بالینی، یک دکتر می‌تواند یک آهنربا را تنها زمانی که یک دوز مورد نیاز است اعمال کند.

ممکن است این سوال مطرح شود که اگر کسی که میکروماشین در بدن وی کاشته شده، به‌طور تصادفی تحت یک آهنربای خارجی و یا قدرت مغناطیسی شدید قرار بگیرد، چه اتفاقی می‌افتد؟ سیا می‌گوید که محققان در آزمایشگاه مشغول کار روی راه‌های دیگر فعال‌سازی رهایش از جمله روش سونوگرافی هستند.

سخت‌ترین بخش فرآیند طراحی مواد بسیار انعطاف‌پذیر و نرم سازگار با قسمت‌های داخلی نرم بدن است. گام بعدی تست در شرایط آزمایشگاهی درون‌تنی (In-Vivo) بود. هدف این تیم بررسی عوارض شیمیایی و آناتومیکی دستگاه حین کار کردن داخل بدن بود. دستگاه محتوی داروی شیمی‌درمانی در برخی از موش‌های مبتلا به سرطان استخوان کاشته شد. موش‌های دیگر شیمی‌درمانی معمولی را دنبال کردند که تمام بدن آنها داروی شیمی‌درمانی را دریافت کردند. زمانی که تیم اثرات تحویل محلی با استفاده از دستگاه را با دسته‌ای که درمان معمولی در آنها صورت گرفته، مقایسه کردند، تحویل محلی با دستگاه نتایج بهتری را نشان دادند. تومورهای موش‌های دارای دستگاه رشد آهسته‌تری داشته و سلول‌های کمتری در نقاط دیگر بدن دچار آسیب محیطی شده بودند.

سیا همچنین می‌گوید که به‌دنبال ساخت دستگاه‌های کاشته با قابلیت حرکت در بدن هستند.

 

منبع:

http://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/squishy-clockwork-biobot-could-dose-you-with-drugs-from-the-inside

 

More from لیلا بختیاری

دستگاه تولیدکننده امواج فراصوت برای بهبود زخم‌های مزمن دیابتی

تیمی از دانشگاه شفیلد انگلستان دستگاه تولیدکننده امواج فراصوت برای کمک به...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *