For the first time nanorobots have been designed which can deliver droge directly into the eyes without causing damage.
Nanorobot tehnologija je nedavna tehnika, ki je v središču pozornosti znanstvenikov za zdravljenje več bolezni. 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 človeškega 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 celice. Generally, for most diseases such a targeted drog delivery may not be essentially required, however for complicated illnesses such as diabetes or cancer it can be very beneficial.
Bolezni mrežnice očesa
Zdravljenje oči 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 eye 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.
Zelo težko je zdraviti bolezni, ki prizadenejo mrežnico, saj je zelo težko dostaviti ciljna zdravila skozi gosto biološko tkivo v očesu. Čeprav so očesna tkiva večinoma sestavljena iz vode, so sestavljena iz viskozne očesne kroglice in goste mreže molekul (hialuronan in kolagen), ki jih delci ne morejo zlahka prodreti, saj sta oba zelo močna ovira. Za ciljno dovajanje zdravila v oko je potrebna velika natančnost. To je razlog, da so se tradicionalne metode, ki so bile uporabljene za dajanje zdravil v oči, v glavnem zanašale na naključno in pasivno difuzijo molekul in te metode niso primerne za dostavo zdravil v zadnji del očesa.
Nanoroboti za zdravljenje bolezni mrežnice
Raziskovalci na Inštitutu Max Planck za inteligentne sisteme v Stuttgartu so skupaj z ekipo razvili nanorobote ("vozila"), ki lahko prvič gredo skozi gosto očesno tkivo. Ti nanoroboti so bili izdelani z uporabo vakuumske tehnike, pri kateri so bili nanodelci na osnovi silicijevega dioksida vzorčeni na rezino, ki so jo nato postavili v vakuumsko komoro pod določenim kotom, medtem ko so odlagali silicijev dioksid, kot sta železo ali nikelj. Senčenje, ki ga povzroča plitki kot, zagotavlja, da se material odlaga samo na nanodelce, ki nato prevzamejo spiralno strukturo propelerja. Ti nanoroboti so široki približno 500 nm in dolgi 2 μm, magnetne narave in oblikovani kot mikro propelerji. Ta velikost je približno 200-krat manjša od premera enega samega pramena človeških las. Nanoroboti so nato na zunanji strani prevlečeni z nelepljivo plastjo biološke tekočine, da se prepreči kakršno koli oprijem med nanorobotom in mrežo bioloških beljakovin v očesnem tkivu, ko nanoroboti krmarijo po njem. Optimalna velikost nanorobotov zagotavlja, da zdrsnejo skozi mrežo biološke polimerne mreže, ne da bi poškodovali občutljivo očesno tkivo. Te neverjetne nanorobote je mogoče napolniti z zdravili ali zdravili, po katerih se lahko premikate cm za cm in ciljate na določeno področje v očesu z uporabo magnetnih polj v realnem času.
Znanstveniki so vbrizgali na tisoče nanorobotov v prašičje oko z iglo in nanešenim magnetnim poljem, da so nanorobote premaknili proti mrežnici očesa v skupnem trajanju 30 minut od injiciranja. Nenehno so spremljali pot nanorobota z uporabo slikovne tehnike, ki se običajno uporablja pri diagnosticiranju očesnih bolezni. Ta tehnika je edinstvena in minimalno invazivna. Čeprav je bil doslej prikazan le v modelnih sistemih ali tekočinah. Znanstveniki upajo, da bodo s to tehniko v bližnji prihodnosti obremenili nanorobote z ustreznimi zdravili in bodo dosegli druga mehka gosta tkiva v nedosegljivih delih človeškega telesa. Področje nanomedicine – uporaba nanorobotov za terapijo – v zadnjih nekaj letih pridobiva veliko pozornosti in razvija se veliko različnih vrst nanorobotov, nekateri uporabljajo 3D proizvodni proces. Zanimivo je, da je mogoče v nekaj urah razviti skoraj milijardo nanorobotov z izhlapevanjem silicijevega dioksida in drugih materialov, kot je železo, na silikonsko rezino v pogojih visokega vakuuma.
***
{Izvirno raziskovalno nalogo lahko preberete s klikom na spodnjo povezavo DOI na seznamu citiranih virov}
Vir (i)
Zhiguang W et al. 2018. Roj spolzkih mikropropelerjev prodre v steklovino očesno telo. Znanost Predplačila. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
***
