ساخت نانوربات هایی که از طریق چشم نفوذ می کنند

ساخت نانوربات هایی که از طریق چشم نفوذ می کنند

A swarm of slippery micropropellers penetrates the vitreous body of the eye (02 Nov 2018)

یکی از قابلیت‌های فناوری‌های نوظهور مانند نانو-بایوفناوری، توسعه روش‌های کارآمد برای حفظ سلامتی انسان‌ها است. این اقدامات از طریق ساخت و طراحی نانوداروهای هوشمند، درمان نوین سرطان، سنسورهای زیستی پایش سلامتی، و نانوربات‌ها انجام می‌شود. اکنون، محققین سیستم‌های هوشمند موسسه Max Planck در همکاری با یک تیم بین‌المللی، برای نخستین بار نانوربات‌هایی ساخته‌اند که شبیه به پروانه (Propeller) هستند و می‌توانند به یک بافت متراکم مانند چشم، نفوذ کنند. آن‌ها یک پوشش را بر روی نانوپروانه‌ها اعمال کرده اند که 500 نانومتر ضخامت دارد که ساختار کلی این نانوپروانه‌ها نیز 200 برابر کوچکتر از قطر موی انسان است. با توجه به نحوه طراحی و نیز لیز بودن این نانوربات‌ها، آن‌ها می‌توانند بدون آسیب رساندن به بافت به هدف مورد نظر برسند.

دارورسانی هوشمند به درون بافت‌های متراکم، به خصوص در مقیاس‌های کوچک، بسیار چالش برانگیز است. این ادوات بایستی چندین ویژگی را همزمان داشته باشند، قابلیت نفوذ به بافت بدون آسیب رساندن به چشم؛ زیست سازگاری و مناسب بودن خواص شیمیایی؛ و در آخر، رساندن دارو به مکان دقیق در بافت چشم. به منظور ایجاد سطح لغزنده و تسهیل نفوذ و جابجایی نانوربات‌ها در چشم، از طبیعت الهام گرفته شده است. به این منظور نانوذرات با استفاده از یک لایه مایع که در گیاه کوزه‌ای یافت می‌شود (carnivorous pitcher plant) پوشش داده شده‌اند که حالت لغزنده ایجاد می‌کنند.

ساخت این نانوربات‌ها شامل دو مرحله می شود. در ابتدا میکروساختارهای مارپیجی ساخته می‌شوند و سپس، بر روی آن‌ها پوشش لغزنده ایجاد می‌شود. میکروساختارها از طریق روش رشد فیزیکی بخار ساخته شدند که در آن، از سیلیکا به عنوان عنصر ساختاری استفاده شده و از نیکل یا آهن نیز به عنوان بخش مغناطیسی استفاده شده است. این نانوربات‌ها، با استفاده از یک سرنگ به چشم خوک تزریق شدند و با استفاده از میدان مغناطیسی، به صورت کنترل شده جابجا شدند تا مکان مورد نظر رسانده شوند. کلیپ مربوط به این نانوربات‌ها نیز در ادامه مشاهده می‌شود. محققین امید دارند که این نانوربات‌ها را بتوان در آینده، برای درمان بیماری‌های چشمی انسان به کار برد. نتایج این پژوهش در مجله معتبر Science Advances به چاپ رسیده است.

گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes)