Tahmini okuma süresi: 2 dakika

Özet: Manyetik mikro robotlar, sıvı akışına karşı hareket eder ve maddeleri nöral materyallere hassas bir şekilde iletir.

Küçük bir MANİAC’ın sinir sisteminizde dolaşıp sizi uyuşturucularla tedavi etmesine izin verir miydiniz? Hayır demeye meyilli olabilirsiniz, ancak gelecekte ‘aljinat kapsüllerde manyetik olarak hizalanmış nano çubuklar’ (MANiAC’ler), doktorların gelişmiş bir ilaç dağıtım teknolojileri cephanesinin parçası olabilir.

Frontiers in Robotics and AI’da yakın zamanda yapılan bir çalışma, bu tür küçük robotların sinir dokusunda ilaç dağıtım araçları olarak nasıl performans gösterebileceğini araştıran ilk çalışmadır.

Çalışma, bir manyetik alan kullanılarak kontrol edildiğinde, yuvarlanan minik yumuşak robotların sıvı akışına karşı hareket edebildiğini, eğimlere tırmanabildiğini ve omurilik gibi nöral dokular arasında hareket edebildiğini ve maddeleri kesin konumlara yerleştirebildiğini ortaya koyuyor.

Merkezi sinir sistemindeki hastalıkların tedavisi zor olabilir. ABD merkezli bir tıbbi cihaz şirketi olan Weinberg Medical Physics’ten Lamar Mair, ‘Örneğin kanserleri veya nörolojik hastalıkları hedeflemek için ağızdan veya damardan ilaç vermek, vücudun hastalıkla ilgisi olmayan bölgelerini ve sinir sistemini etkileyebilir’ dedi. ‘Hedeflenen ilaç dağıtımı, daha düşük hedef dışı dozlama nedeniyle etkinliğin artmasına ve yan etkilerin azalmasına yol açabilir.’

Minik robotlarla hedefe yönelik ilaç dağıtımı

Hedeflenen doza ulaşmanın bir yolu, ilaçları belirli yerlere ulaştırmak için küçük robotlar kullanmaktır. Bu teknoloji henüz emekleme aşamasındayken, araştırmacılar bu görünüşte uzak hedefi gerçekleştirebilecek çeşitli mikro veya milirobot türleri geliştirdiler. Bununla birlikte, asıl sorun, vücuttaki dokular arasında dolaşırken aktivitelerini kontrol etmede yatmaktadır ve çok az araştırmacı, gerçek dokular arasında hareket etmeyi nasıl ele aldıklarını görerek, yuvarlanan robotlarını bu zorluğa sokmuştur.

Manyetik alanlar, dokulardan etkilenmedikleri ve çok güvenli oldukları için vücuttaki şeyleri kontrol etmenin özellikle umut verici bir yoludur. Yumuşak küresel bir kabuk içine yerleştirilmiş manyetik nanoçubuklar içeren küçük yuvarlanan robotlar olan MANiAC’lerin arkasındaki güç budur. Bu özellikler, ilaç dağıtımı için hedef bölgeye çekmek amacıyla dışarıdan uygulanan bir manyetik alana yanıt olarak vücutta güvenle yuvarlanmalarına izin vermelidir.

Mevcut çalışmanın arkasındaki araştırma ekibi, MANiAC yumuşak robotlarını vücutta yaşayabilecekleri koşullar altında test etmek istedi. Bunlar, akan beyin omurilik sıvısını ve dik eğimleri içeren sinir sisteminin dalgalı ve dolambaçlı mimarisini içerir.

Araştırmacılar, MANiAC’lerin artan diklik ile eğimlere tırmanma ve akan sıvıya karşı hareket etme yeteneklerini test etti. Ayrıca robotların dokular boyunca hareket etme ve yüzeylerine ilaç yerine bir boya bırakma yeteneğini test etmek için sıçan beyinleri ve fare omurilikleri de elde ettiler.

Iyi tırmanıcılar

Manyetik uyarı altında, MANiAC’ler 45 dereceye kadar dik eğimleri başarıyla ölçeklendirdi ve sinir sisteminde karşılaşacaklarına benzer bir sıvı akışına karşı yukarı doğru hareket etti.

Araştırmacılar, boya yüklü MANiAC’leri kemirgen sinir dokularının yüzeyinde ince bir kontrol derecesi ile manevra yapabildiler ve boyayı belirli yerlere başarıyla yerleştirdiler. Hatta o bölgeye verilen ‘ilaç’ miktarını artırmak için birkaç yeri yeniden dozladılar.

Araştırmaya katılan başka bir araştırmacı olan Purdue Üniversitesi’nden Prof David Cappelleri, “İlk tedavide yetersiz doz alan bölgelere geri dönüp yeniden dozlama yeteneği önemlidir” dedi.

‘Bu sonuçlar çok ön ve oldukça deneysel, ancak küçük, yumuşak, kapsül tabanlı mikro robotların sinir hastalıklarında kontrollü yerel dağıtım potansiyeline sahip olduğuna dair güçlü kanıtlar gösterdiğimizi düşünüyoruz.’

Kaynak

Facebook Yorumları