За първи път са проектирани нанороботи, които могат да доставят лекарства директно в очите, без да причиняват увреждане.
Наноробот технологията е скорошна техника в центъра на фокуса на учените за лечение на множество заболявания. Нанороботите (наричани още наноботи) са малки устройства, направени от наномащабни компоненти и са с размер 0.1-10 микрометра. Нанороботите имат потенциала да доставят лекарства в човешкото тяло по много целенасочен и прецизен начин. Нанороботите са проектирани или проектирани по такъв начин, че да бъдат „привлечени“ само от болни клетки и по този начин те могат да извършват насочено или директно лечение в тези клетки, без да причиняват увреждане на здравите клетки. Като цяло, за повечето заболявания такова целенасочено доставяне на лекарства може да не е по същество необходимо, но за сложни заболявания като диабет или рак може да бъде много полезно.
Болести на ретината на окото
Лечението на очни заболявания обикновено е насочено към намаляване на възпалението в окото, възстановяване на травматични наранявания и защита или подобряване на зрението. Здравата ретина – тънкият слой тъкан в задната част на окото – е от решаващо значение за доброто зрение. Нашата ретина се състои от милиони светлочувствителни клетки (наречени пръчици и колбички) и нервни влакна/клетки, които позволяват на светлината, която влиза в окото, да се преобразува в електрически импулси, за да достигне до мозъка. Това е начинът, по който визуалната информация се приема и обработва от нашето око и се изпраща до мозъка чрез зрителния нерв. Целият процес позволява зрението и контролира как виждаме изображенията. Болестите на ретината на окото засягат всяка част от ретината. Има няколко форми на лечение за някои заболявания на ретината, но те са доста сложни. Целта на всяко лечение е напълно да спре или забави очното заболяване и да защити зрението (запази, подобри или възстанови). От решаващо значение е ранното откриване на проблеми с ретината, тъй като увреждането е необратимо. Ако не се лекуват, някои заболявания на ретината могат да причинят загуба на зрение или слепота.
Изключително трудно е да се лекуват заболявания, засягащи ретината, тъй като е много предизвикателство да се доставят целеви лекарства през плътната биологична тъкан, присъстваща в окото. Въпреки че очните тъкани са предимно съставени от вода, те се състоят от вискозна очна топка и гъста мрежа от молекули (хиалуронан и колаген), които не могат да бъдат лесно проникващи от частици, тъй като и двете са много силни бариери. Изисква се голяма прецизност, за да се направи целенасочено доставяне на лекарството в окото. Това е причината, че традиционните методи, които са били използвани за доставяне на лекарства в очите, разчитат основно на произволна и пасивна дифузия на молекули и тези методи не са подходящи за доставяне на лекарства в задната част на окото.
Нанороботи за лечение на заболявания на ретината
Изследователи от Института за интелигентни системи Макс Планк в Щутгарт заедно с екип са разработили нанороботи („превозни средства“), които за първи път могат да преминат през плътната очна тъкан. Тези нанороботи са направени с помощта на техника, базирана на вакуум, при която наночастиците на основата на силициев диоксид се оформят върху пластина, която след това се поставят във вакуумна камера под определен ъгъл, докато се отлага силициев материал като желязо или никел. Засенчването, причинено от плитък ъгъл, гарантира, че материалът се отлага само върху наночастици, които след това приемат спираловидна структура на витлото. Тези нанороботи са с ширина около 500 nm и дължина 2 μm, магнитни по природа и оформени като микро витла. Този размер е около 200 пъти по-малък от диаметъра на една нишка човешка коса. След това нанороботите са покрити с незалепващ биотечен слой от външната страна, за да се предотврати всякакво прилепване между наноробота и биологичната протеинова мрежа в очната тъкан, когато нанороботите се движат през нея. Оптималният размер на нанороботите гарантира, че те се плъзгат през мрежата от биологична полимерна мрежа, без да увреждат чувствителната очна тъкан. Тези невероятни нанороботи могат да бъдат заредени с лекарства или лекарства и могат да се навигират cm по cm и да се насочват към определена област в окото чрез използване на магнитни полета в реално време.
Учените инжектираха хиляди нанороботи в око на прасе с помощта на игла и приложено магнитно поле точно за да придвижат нанороботите към ретината на окото за обща продължителност от 30 минути, започвайки от инжектирането. Те непрекъснато наблюдаваха пътя, изминат от наноробота, използвайки техника за изобразяване, която обикновено се използва при диагностициране на очни заболявания. Тази техника е уникална и минимално инвазивна. Въпреки че досега е показан само в моделни системи или течности. Учените се надяват, че в близко бъдеще тази техника ще се използва за зареждане на нанороботи с подходящи терапевтични средства и те ще достигнат до други меки плътни тъкани в недостъпни части на човешкото тяло. Областта на наномедицината – използването на нанороботи за терапия – привлича много внимание през последните няколко години и се разработват много различни видове нанороботи, някои от които използват 3D производствен процес. Интересното е, че почти милиард нанороботи могат да бъдат разработени за няколко часа чрез изпаряване на силициев диоксид и други материали като желязо върху силициева пластина при условия на висок вакуум.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
Zhiguang W et al. 2018. Рояк от хлъзгави микровитла прониква в стъкловидното тяло на окото. Наука Авансите. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
***
