انتقال دارو به سیستم عصبی مرکزی به وسیله‌ی ربات‌های ریز MANiAC
تیم تحریریه- ۳۱ شهریور ۱۴۰۰
آیا به یک موجود کوچک اجازه می‌دهید آزادانه در سیستم عصبی‌تان گشت و گذار کند؟ شاید پاسختان منفی باشد، اما در آینده، «لوله‌هایی نانومتری با جهت‌گیری مغناطیسی در پوشش کپسول‌های آلژینات Magnetically Aligned Nanorods in Alginate Capsules» (MANiACs) ساخته شده و به عنوان یکی از فناوری‌های انتقال دارو ایفای نقش خواهند کرد. اخیراً پژوهشی در ژورنال «پیشگامان رباتیک و هوش مصنوعیFrontiers in Robotics and AI» به چاپ رسید که برای اولین بار، کارکرد این ربات‌های ریز در نقل و انتقال دارو در بافت عصبی را مورد بررسی قرار داد. این پژوهش نشان داد در محیط مغناطیسی کنترل شده، این ربات‌های نرم و ریز غلتان می‌توانند در جهت مخالف جریان مایعات حرکت کرده و در بافت‌های عصبی، همچون نخاع، جابجا شوند و بدین طریق، مواد را دقیقاً به مناطقی که لازم است برسانند.
درمان بیماری‌هایی که سیستم عصبی مرکزی را درگیر می‌کنند کار دشواری است. لامار میر، یکی از نویسندگان این مقاله و عضو شرکت تجهیزات پزشکی «فیزیک پزشکی وینبرگ» آمریکا، توضیح می‌دهد: «مصرف داروهای سرطان یا بیماری‌های عصبی به صورت دهانی یا وریدی، می‌تواند بر نواحی‌ای از بدن و سیستم عصبی تأثیر بگذارد که ارتباطی با بیماری ندارند. انتقال هدفمند دارو کارآیی بالاتری داشته و عوارض جانبی ناشی از داروها را کاهش می‌دهد، چون آن دسته از اعضای بدن که ربطی به بیماری ندارند، هدف دارو قرار نمی‌گیرند و درگیر نمی‌شوند.»
انتقال هدفمند دارو به کمک ربات‌های ریز
استفاده از ربات‌های ریز برای انتقال دارو به مکانی مشخص، از جمله راه‌های دستیابی به مصرف هدفمند دارو است. این فناوری نوظهور است، با این حال، محققان ربات‌های میکرو یا میلی‌متری گوناگونی ساخته‌اند که می‌توانند این هدف بسیار بلندپروازانه و دور از ذهن را محقق کنند. مسئله‌ی اصلی در استفاده از این ربات‌ها مربوط به کنترل فعالیت آن‌ها هنگام جابجایی درون بافت‌های بدن است. چندین پژوهشگر ربات‌های غلتان خود را به چالش گذاشتند تا نحوه حرکت آن‌ها در بافت‌های واقعی را مشاهده کنند.
میدان‌های مغناطیسی جزو امیدوارکننده‌ترین راهکارهای موجود برای کنترل مواد داخل بدن هستند، چون تحت تأثیر بافت‌های بدن قرار نمی‌گیرند و استفاده از آن‌ها خطری ندارد. قدرت MANiACها هم از همین مسئله نشأت می‌گیرد؛ این ربات‌های ریز غلتان، نانولوله‌هایی مغناطیسی هستند که در یک پوشش کروی نرم قرار گرفته‌اند. این خواص به آن‌ها اجازه می‌دهد در پاسخ به یک میدان مغناطیسی که از بیرون بدن اعمال می‌شود، به صورت ایمن و بدون خطر در سراسر بدن غلت بخورند. میدان مغناطیسی این ربات‌های ریز را به سمت جایگاه هدف انتقال دارو حرکت می‌دهد.
تیم پژوهشی طراح MANiACها، تصمیم گرفتند این ربات‌های نرم را تحت شرایطی مشابه شرایط داخل بدن آزمایش کنند. این محیط باید معماری موج‌دار و پر پیچ و خم سیستم عصبی را شبیه‌سازی کند که شامل جریان مایعات نخاعی و مغزی و شیب‌های تند می‌شود.
پژوهشگران توانایی MANiACها در بالا رفتن از این شیب‌های تند و حرکت خلاف جهت جریان مایعات را به آزمایش گذاشتند. علاوه بر این، توانایی ربات‌ها در حرکت میان بافت‌ها و تحویل ماده‌ی رنگ‌دار (به عنوان دارو) را روی مغز موش‌های صحرایی و نخاع موش‌ها به آزمایش گذاشتند.
قابلیت حرکتی خوب
در شبیه‌سازی مغناطیسی، MANiACها توانستند با موفقیت از شیب 45 درجه بالا بروند و در خلاف جهت جریان مایعات (شبیه به آن‌چه در سیستم عصبی وجود دارد) حرکت کنند. محققان توانستند MANiACهایی که مواد رنگ‌دار حمل می‌کنند را روی سطح بافت‌های عصبی جوندگان (با سطح قابل قبولی از کنترل) حرکت دهند و با موفقیت، رنگ را در مناطق خاصی تخلیه کنند. علاوه بر این‌ها، توانستند به برخی از مناطق چندین بار دارورسانی کنند تا میزان داروی بیشتری به آن منطقه وارد کرده باشند.
پروفسور دیوید کاپلری از دانشگاه پردو، از دیگر محققان حاضر در این پژوهش، می‌گوید: «قابلیت برگشتن و تحویل دوباره دارو به مناطقی که در دور اول به اندازه کافی دارو دریافت نکرده‌اند، بسیار خارق‌العاده است. این نتایج هنوز ابتدایی و آزمایشی هستند، اما شواهدی قوی در دست داریم که نشان می‌دهند میکروربات‌های نرم و کوچک کپسولی‌شکل، ظرفیت انتقال محلی دارو در بیماری‌های عصبی را در اختیار دارند.»
جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید
