میکروبات‌ها نوید درمان تومور‌ها را می‌دهند

به گزارش خبرنگار گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، معمولا درمان‌ها منجر به جراحی یا شیمی‌درمانی می‌شوند تا بتوانند قسمتی از بدن را که دچار مشکل شده، هدف بگیرد و درمان کند. در همین راستا دو نفر از دانشمندان بخش مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه کل‌تک آمریکا در حال کار روی نوعی درمان جدید هستند که در آن از میکروروبات‌ها برای رساندن دارو به قسمت خاصی از بدن استفاده می‌شود. این روبات‌های ریز از خارج از بدن نظارت و کنترل می‌شوند تا بتوانند درون بدن به نقطه خاص بروند.

لیهونگ وانگ، پروفسور مهندسی پزشکی و مهندسی الکترونیک دانشگاه کل‌تک در این مورد می‌گوید: مفهوم میکروبات بسیار جالب توجه است، زیرا شما می‌توانید این ماشین‌های ریز را دقیقا به همان قسمتی از بدن که نیاز دارید برسانید. این ماشین‌های ریز هم می‌توانند دارو را به آن قسمت از بدن برسانند و هم می‌توانند جراحی‌های ریز از پیش طراحی شده را انجام دهند.

 

 

این میکروبات‌ها نتیجه تحقیق مشترک وانگ و وی گائو، استادیار مهندسی پزشکی این دانشگاه است و برای درمان تومور‌های دستگاه گوارشی طراحی شده‌اند. این میکروبات‌ها از یک کره میکروسکوپی از جنس فلز منیزیم تشکیل شده‌اند که روی آن با یک لایه‌های بسیار نازک طلا و پاریلن پوشیده شده است.

 

پاریلن نوعی پلیمر است که در مقابل هضم مقاومت می‌کند و در نتیجه در بدن تجزیه نمی‌شود. این لایه‌ها بخش‌هایی از کره را نپوشانده‌اند و دقیقا شبیه به یک سنگفرش هستند. آن بخشی از کره که با روکش پوشیده نشده است، فلز منیزیم با مایع درون دستگاه گوارش واکنش نشان می‌دهد و حباب‌های کوچکی را تولید می‌کند. جریان حباب‌های ایجاد شده شبیه به یک جت عمل می‌کنند و کره را به سمت جلو سوق می‌دهند تا در نهایت آن را به بافت مورد نظر برسانند.

 

 

میکروبات‌های کره‌ای منیزیمی به خودی خود می‌توانند خود را به نقطه مورد نظر در بدن برسانند، اما این کافی نیست و باید دارو را نیز به آن نقطه برسانند. در همین راستا وانگ و گائو راهکار‌هایی ارائه داده‌اند.

آن‌ها ابتدا لایه‌ای از دارو را بین کره و لایه پاریلنی تزریق و جاسازی کردند. سپس برای اینکه میکروبات‌ها در فضای اسیدی معده سالم بمانند، آن‌ها را با موم پارافین پوشاندند.

در این مرحله، کره‌ها قادر به حمل دارو بودند، اما هنوز توانایی لازم برای رسیدن به نقطه مورد نظر بدن را نداشتند. از همین رو وانگ و گائو از روش توموگرافی یا تصویربرداری (سه‌بعدی) کامپیوتری فتوآکوستیک (PACT) استفاده کردند که این روش ابداعی وانگ است و در آن پالس‌های نور لیزر مادون قرمز به کار می‌رود. در این روش، نور مادون قرمز داخل بافت بدن تابیده می‌شود و توسط مولکول‌های هموگلوبین حاوی اکسیژن در سلول‌های قرمز خون جذب می‌شود و همین امر موجب می‌شود که مولکول‌ها به صورت مافوق صوت به ارتعاش درآیند. این لرزش‌های اولتراسونیک توسط سنسور‌هایی که روی پوست فشار می‌آورند، جمع‌آوری می‌شوند. از اطلاعات به دست آمده از این سنسور‌ها برای ایجاد تصاویر ساختار‌های داخل بدن استفاده می‌شود.

 

 

پیش از این، وانگ در تحقیقات قبلی خود نشان داد که می‌توان از تغییرات PACT برای شناسایی تومور پستان یا حتی سلول‌های سرطانی مجزا استفاده کرد. اما با کمک میکروبات‌ها این روش دو کار را انجام خواهد داد؛ یکی تصویربرداری است. محققان با استفاده از PACT می‌توانند تومور‌ها را در دستگاه گوارش پیدا کنند و همچنین محل میکروبات‌ها را که در تصاویر PACT کاملا مشخص هستند، ردیابی کنند.

زمانی که میکروبات‌ها در مجاورت تومور قرار می‌گیرد، یک پرتوی لیزر مادون قرمز با قدرت زیاد و مداوم آن‌ها را فعال می‌کند. از آنجا که میکروبات‌ها نور مادون قرمز را به شدت جذب می‌کنند، خیلی زود گرم می‌شوند و موم اطراف کپسول آب می‌شود. در نتیجه داروی داخل کپسول وارد مایعات دستگاه گوارش می‌شود. در این مرحله جت حباب فعال می‌شوند و میکروبات‌ها شروع به چرخش می‌کنند.

این جت حباب قابل فرمان نیستند و در نتیجه همه میکروبات‌ها را به منطقه هدف هدایت نمی‌کنند، ولی بیشتر آن‌ها به هدف نمی‌رسند. میکروبات‌ها زمانی که به هدف می‌رسند به سطح آن می‌چسبند و شروع به آزاد کردن دارو می‌کنند.

گائو در این مورد می‌گوید: این میکروموتور‌ها می‌توانند به مخاط دستگاه گوارش نفوذ کنند و مدت طولانی در آنجا بمانند، این امر باعث اثرگذاری بیشتر دارو می‌شود. علاوه بر این، منیزیمی که در ساخت کره به کار رفته، زیست سازگار و زیست تخریب‌پذیر است.

وی می‌افزاید: بعد از انجام این آزمایش، گام بعدی ما ارزیابی میزان اثرگذاری دارویی است که توسط این میکروبات‌ها به بافت هدف رسیده است.