روبات کوچک برای انتقال داروها توی جریان خون

یکشنبه 12 بهمن 1393 - 15:20:29 | کد مطلب: 285996

چاپ

دکترت را قورت بده

دانش > دانش - همشهری آنلاین:

انبوهی از روبات‌های میکروسکوپی را تصور کنید که به اندازه‌ای کوچک هستند که می‌توان چندین میلیارد از آنها را درون یک قاشق غذا‌خوری گنجاند و آنها را برای درمان یک بیماری بلعید.

براساس گزارش CNN، این روبات‌ها اکنون آماده‌اند تا به حیاتی‌ترین اندام‌های بدن، مانند مغز یا قلب، تزریق شوند تا داروهایی که به همراه دارند را با دقت به مقصد برسانند و یا به عنوان ارتشی از نانوجراح‌‌ها، در بدن جراحی انجام دهند.

اگر تمامی این ماجرا برایتان به یک داستان علمی تخیلی شباهت دارد، دلیلش فیلمی علمی‌تخیلی به نام سفر خارق‌العاده محصول سال 1966 است (براساس داستان آیزاک آسیموف) که به این موضوع پرداخته‌ است. در این فیلم چهار نفر سوار بر زیردریایی مینیاتوری شده و وارد جریان خون یک دانشمند آمریکایی می شوند که در نتیجه جنگ سردآمریکا و روسیه بر سر تکنولوژی، در اغما به سر می‌برد. این گروه تنها یک ساعت فرصت دارند تا یک تکه لخته خون مرگبار را از بدن این دانشمند خارج کنند زیرا پس از آن به اندازه طبیعی خود درخواهند‌آمد. در نهایت این گروه در آخرین لحظات از طریق یک قطره اشک از بدن بیمار خارج می‌شوند.

واقعیت در نهایت راهی می‌یابد تا خود را با رویاهای انسان‌ها وفق دهد، و نانوتکنولوژی یکی از این شیوه‌ها  است که می‌تواند ایده‌های نمایش داده شده در این فیلم را به واقعیت تبدیل کند.

برد نلسون مهندس مکانیک موسسه فدرال تکنولوژی سوئیس، ETH Zurich به همراه گروهی از همکارانش برای یک دهه روی نانوروبات‌ها مطالعه کرده‌اند و اکنون معتقدند می‌توانند برای این تحقیقات خود کارایی‌های بسیار بزرگ متصور شوند. وی می‌گوید ما درحال ساخت روبات‌هایی میکروسکوپی هستیم که از طریق میدان‌های مغناطیسی از بیرون از بدن هدایت می‌شوند.

• یک تیغ کوچک

اولین بار برنده نوبل ریچارد فیمن بود که ایده بلعیدن جراح را مطرح کرد و گفت روزی فرا خواهد رسید که انسان‌ها جراحان خود را می‌بلعند. وی این سخنان جنجالی را در سال 1959 مطرح کرد، گفتگویی که اولین مناظره برسر نانوتکنولوژی محسوب می‌شود. فیمن در آن سال گفت شما جراحی مکانیکی را درون جریان خونی خود قرار می‌دهید و این جراح وارد قلب شما شده و به اطرافش نگاه می‌کند و می‌فهمد کدام رگ دچار مشکل شده و با تیغ جراحی‌اش مشکل را رفع می‌کند.

شاید روبات‌های نانویی نلسون هنوز به تیغ جراحی مجهز نشده‌باشند، اما از ویژگی منحصر‌به‌فرد دیگری برخوردارند: این روبات‌ها به باکتری ای‌کولای شباهت دارند که با کمک دم چرخانی که تاژک نامیده می‌شود، حرکت می‌کنند. نلسون می‌گوید باکتری ای‌کولای دارای موتوری چرخشی است که اکنون ما به دلیل محدودیت تکنولوژی از توانایی بازسازی آن برخوردار نیستیم، اما می‌توانیم از مغناطیس برای حرکت دادن اجسام استفاده کنیم، به این شکل بال مغناطسی کردن این تاژک‌ها می‌توانیم به روبات‌ها کمک کنیم درون بدن انسان حرکت کنند.

این نانوروبات‌ها تاکنون در یکی از ظریف‌ترین بخش‌های بدن، چشم‌ها مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. این روبات‌ها می‌توانند درون زجاجیه چشم، مایع ژله‌مانند و شفافی که کره چشم را پر کرده‌است، شنا کنند و داروها را به شبکیه و دیگر بخش‌های چشم انتقال داده و بیماری‌های چشمی مرتبط با سالخوردگی را درمان کنند.

• در قلب انسان

روبات‌ها در محیطی استریل ساخته می‌شوند تا از هرنوع آلودگی دور باشند. به گفته نلسون، آزمایش‌هایی که روی چشم انجام گرفته‌اند الهام‌بخش استفاده از این روبات‌ها در انواع دیگر درمان‌ها بوده‌است، برای مثال نانوروبات‌ها می‌توانند برای درمان بیماری‌های قلبی کاربرد داشته‌باشند. در این شیوه می‌توان نانوروبات‌ها را از میان یک سوند دو تا سه میلیمتری به بخش مورد نظر از قلب هدایت کرد.

از همین تکنیک می‌توان برای دسترسی به مغز و دیگر بخش‌های ظریف و حساس بدن نیز استفاده کرد. دقت در دسترسی به حساس‌ترین بخش‌های بدن از اهمیت بالایی برخوردار است و از این رو نانوتکنولوژی همواره به عنوان بهترین سلاح انسان علیه بیماری‌های پیچیده‌ای مانند سرطان مطرح بوده‌است.

اما جراحان چگونه از نانوروبات‌ها برای جراحی بدن انسان استفاده می‌کنند؟

نلسون می‌گوید جراحان باید چگونگی استفاده از نانوروبات‌ها را بیاموزند. اما استفاده از آنها مانند استفاده از یک رابط بصری است و می‌توان آنها را به کمک ابزاری مانند جوی‌ستیک هدایت کرد. این تکنولوژی برای آغاز آزمایش روی اولین داوطلبان انسانی آماده‌است و به گفته نلسون، آزمایش‌ها امسال آغاز خواهند‌شد.

• فراتر از پزشکی

نلسون می‌گوید به تازگی کاربرد‌هایی متفاوت‌تر از درمان برای این نانوروبات‌ها درنظر گرفته شده‌است و افراد به کارایی‌هایی مانند تصفیه آب و پاکسازی محیط‌زیست می‌اندیشند. به این شکل می‌توان میلیونها نانوروبات را در آب شناور ساخته و به خنثی‌سازی آلودگی‌ها یا جمع‌آوری آلاینده‌ها پرداخت.

برای مثال می‌توان از این تکنیک برای پاکسازی آبهایی استفاده کرد که دچار نشت نفت شده‌اند. اما بلند‌پروازانه‌ترین کارایی نانوروبات‌ها را نیکلاس نگروپونته، استاد علوم دیجیتال MIT مطرح ساخته‌است. وی‌ می‌گوید در آینده می‌توان اطلاعات و دانش را از نانوروبات‌هایی کسب کرد که از طریق جریان خون خود را به مغز انسان می‌رسانند.

در همین زمینه:

• روبات‌ها جایگزین چه مشاغلی می‌شوند؟
• جایزه‌ نانویی دیگر برای محقق ایرانی دانشگاه هاروارد
• ماشین لباس‌شویی همراه
• روباتی برای نقاشی روی ساحل
• توانایی روبات‌ها برای یادگیری آشپزی
• شبیه‌ترین روبات به انسان ساخته شد
• استفن هاوکینگ زنده به فناوری روز
• حشره‌های روباتیک امدادگر