به گزارش مکاترونیک نیوز،ربات‌های کوچکی که از گلبول‌های سفید خون به نام نوتروفیل (neutrophils) ساخته شده‌اند، قرار است انقلابی در علم پزشکی ایجاد کنند. میکروربات‌های دارویی می‌توانند به پزشکان در ارائه پیشگیری و درمان بهتر بیماری کمک کنند. با این حال، اکثر این ابزارها از مواد مصنوعی ساخته شده‌اند که واکنش‌های ایمونولوژیک را تحریک می‌کنند.

یک لیزر می‌تواند یک «نوتروبات» را به سمت یک نانوذره هدایت کند.

همان طورکه در نشریه‌های علمی گزارش شده است، اکنون دانشمندان به این موفقیت دست یافته اند که بتوانند از لیزرها برای دستکاری دقیق نوتروفیل‌ها، نوعی گلبول سفید، در ماهی زنده به عنوان یک میکروربات زیست سازگار طبیعی برای اولین بار استفاده کنند.

مقایسه کارایی میکروربات‌های دارویی و نوتروفیل‌ها 

نوتروبات‌ها، نشان دادند که چگونه می‌توانند روزی با انجام عملکردهای مختلف داروها را در مناطق خاصی از بدن تجویز کنند.

میکروربات‌هایی که اکنون برای مصارف پزشکی ساخته می‌شوند، باید به حیوان تزریق شوند یا به صورت کپسول مصرف شوند. با این حال، دانشمندان کشف کرده‌اند که این اقلام کوچک اغلب باعث واکنش‌های ایمنی در حیوانات کوچک می‌شوند که مانع از حذف میکروربات‌ها از بدن قبل از انجام وظایفشان می‌شود.

یک روش کمتر تهاجمی برای تجویز دارو که سیستم ایمنی را فعال نمی‌کند، استفاده از سلول‌هایی مانند نوتروفیل‌ها است که از قبل در بدن یافت شده‌اند. این گلبول‌های سفید کاندیدای مناسبی برای میکروربات‌ها هستند؛ زیرا می‌توانند به طور طبیعی نانوذرات و گلبول‌های قرمز مرده را جذب کرده و از طریق شریان‌های خونی به بافت‌های اطراف حرکت کنند.

پیش از این، دانشمندان نوتروفیل‌ها ( neutrophils ) را به وسیله لیزر در ظروف آزمایشگاهی هدایت می‌کردند و آنها را به عنوان «نوتروبات‌ها»  ( neutrobots ) به هم می‌زدند.

با این حال، اثربخشی این استراتژی در حیوانات زنده شناخته نشده بود. بنابراین دانشمندان قصد داشتند از گورخرماهی زنده برای اثبات قابلیت حیات نوتروبات‌های نور محور در حیوانات استفاده کنند.

میکروربات نوری

همچنین دانشمندان با استفاده از پرتوهای لیزر متمرکز به عنوان موچین‌های نوری از راه دور، نوتروفیل‌های موجود در دم گورخرماهی را حرکت داده و کنترل کردند. این امکان وجود داشت که میکروربات نور محور را تا سرعت 1.3 میکرومتر بر ثانیه حرکت داد که سه برابر سریع‌تر از حرکت عادی نوتروفیل است.

در آزمایشات روی گورخرماهی، تیم چینی از موچین های نوری اسکن برای انجام سه کاربرد بالقوه بر روی دم حیوانات استفاده کردند. این موارد شامل سلول درمانی، نانوپزشکی هدفمند و حذف زباله‌ها یا زباله‌های آلی است که می‌تواند باعث بیماری شود.

با ادغام دستکاری غیرتهاجمی موچین‌های نوری و عملکرد ایمونولوژیک ذاتی نوتروفیل‌ها، میکروکرافت نوتروفیل پیشنهادی بینش جدیدی را برای ساخت ریزدستگاه‌های پزشکی بومی برای پزشکی دقیق در داخل بدن ارائه می دهد.

همان طور که بیان شد محققان در آزمایش‌های خود برای دستکاری دقیق و فعال عملکردهای سیستم ایمنی که توسط نوتروفیل‌ها انجام می‌شود، از موچین‌های نوری استفاده کردند.

نتایج پژوهش

دانشمندان با استفاده از نور، ربات‌های میکروسکوپی را از گلبول‌های سفید ساخته‌اند که می‌تواند بیماری‌های تهدیدکننده زندگی را درمان و از آنها پیشگیری کند. این ماشین های کوچک از سلول هایی به نام نوتروفیل ساخته شده اند و محققان معتقدند که با این کار می‌توانند پزشکی مدرن را متحول کنند.

نوتروبات‌ها، می توانند داروها را به مکان‌های دقیق بدن تحت هدایت پرتوهای لیزر برسانند. سایر دستگاه هایی که برای انجام کارهای مشابه ساخته شده‌اند، حاوی مواد مصنوعی هستند که خطر عوارض جانبی جدی را افزایش می‌دهد.

محققان در نشریه‌های علمی بیان کردند:

«میکروفیل‌های نوتروفیل را می‌توان از راه دور با نور فعال کرد، سپس در مسیر تعیین‌شده به سمت موقعیت هدف هدایت کرد.»

برای مثال یک نوتروبات از طریق دیواره رگ خونی به بافت اطراف وارد شده، سپس یکی دیگر توانایی خود را برای انتقال مواد مخدر با برداشتن و حرکت دادن یک نانوذره پلاستیکی نشان داد. بعد یک نوتروبات قطعات گلبول قرمز را هنگامی که در جهت آنها رانده شد، جذب کرد.

جالب اینجاست که یک نوتروفیل جداگانه که توسط لیزر هدایت نمی‌شود، سعی کرد به طور طبیعی بقایای سلولی را به طور همزمان حذف کند. دانشمندان خاطرنشان کردند که این کار پتانسیل درمان دقیق بیماری و تجویز متمرکز دارو را افزایش می‌دهد؛ زیرا آنها می‌توانند نوتروبات‌ها را در بدن مدیریت کنند.

در آزمایشات انجام شده روی گورخرماهی، محققان چینی از اسکن انبرک نوری (SOT) برای انجام سه آزمایش مهم بر روی دم حیوانات استفاده کردند. این آزمایش‌ها شامل سلول درمانی، نانوپزشکی هدفمند و حذف ضایعات آلی است که می‌تواند باعث بیماری شود.

انبرک نوری از ابزارهای علمی است. در این ابزار از پرتو لیزر با قابلیت فوکوس بالا برای ایجاد نیروی جاذبه یا دافعه استفاده می‌شود. انبرک نوری، یک ابزار علمی است که با استفاده از یک پرتوی لیزر بسیار متمرکز، نیرویی در حد پیکونیوتن به اجسام دی الکتریک در ابعاد میکرون، اعمال می‌کند.

با ترکیب دستکاری غیرتهاجمی انبرک‌های نوری و عملکرد ایمونولوژیک ذاتی نوتروفیل‌ها، ربات‌های نوتروفیل پیشنهادی بینش جدیدی را برای ساخت ریزدستگاه‌های پزشکی بومی برای پزشکی دقیق در داخل بدن فراهم می‌کنند. این ربات‌ها می‌توانند محموله‌های دارویی را مستقیما تا محل تومور، لخته خون یا عفونت حمل کنند.

محققان در گزارش خود گفتند: گورخرماهی در این مطالعه به دلیل همسانی ژنومی بالا با انسان و گردش خون قابل مشاهده در دم گورخرماهی برای دستکاری نوری به عنوان مدل حیوانی انتخاب شد.

بنیاد ملی علوم طبیعی چین، بنیاد تحقیقات پایه و کاربردی استان گوانگدونگ و برنامه علم و فناوری گوانگژو، همگی بودجه‌ای را در اختیار نویسندگان قرار داده‌اند.

خبرنگار: منا بنهری

منبع خبر: www.azorobotics.com