Medikal mikro robotların tedavide kullanılmasına sadece bir adım kaldı

Son yirmi yılda nano ve mikro robotların tıp alanında kullanımı ile ilgili yüzlerce haber okumuş olabilirsiniz ama son zamanlarda bu alanda çok önemli gelişmeler yaşandı. Medikal robotlar artık fütüristik hikaye değil klinik araştırmalarda test edilmeye başlanan bir olguya dönüştü. Colorado Boulder Üniversitesi’nden bir grup mühendis, sıvılar içinde çok hızlı hareket edebilen ve ilaçları vücudun içinde ulaşılması zor yerlere götürebilen yeni nesil bir mikro robot sınıfı geliştirdi. Geçtiğimiz günlerde nano teknoloji dergisi Small’da yayınlanan bir makaleye göre, yakın bir gelecekte kullanıma girmesi beklenen bu mikro robotlar vücut içinde otonom şekilde hareket edebiliyor ve ulaşılması çok zor noktalara erişebiliyor.

Yeni geliştirilen mikro robotlar çok küçük; her biri sadece 20 mikrometre genişliğinde, yani insan saçından birkaç kat daha küçük. Ayrıca gerçekten çok hızlılar, saniyede yaklaşık 3 milimetre gibi bir hıza ulaşabiliyorlar. Yani bir dakikada kendi boylarının 9 bin katı hızlarda hareket edebiliyorlar. Vücuda enjekte edildiklerinde otonom olarak hareket edip istenilen hedef noktalara ulaşabiliyorlar.

Araştırmacılar geliştirdikleri yeni nesil robotları fareler üzerinde başarıyla test ettiklerini açıkladılar. Elde edilen sonuçlar tıp tarihi açısından bir eşiğin geçildiğini gösteriyor. Çalışma kapsamında bir steroid ilacı olan deksametazon, bir robot filosu aracılığı ile laboratuvar farelerinin mesanelerine ulaştırılabildi. Sonuçlar, mikro robotların insanlarda başta mesane hastalıkları olmak üzere pek çok hastalığın tedavisinde etkili şekilde kullanılabileceğini gösteriyor.

Kalp-damar hastalıklarına karşı damarları açan nanorobotlar üretildi

Elde ettikleri sonuçların heyecan verici olduğunu belirten araştırmanın baş yazarı ve Colorado Boulder Üniversitesi Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümü araştırma görevlisi Dr. Jin Lee, şu değerlendirmeyi yapıyor:

“Mikro robotların vücutta kritik işlemler ve operasyonlar yapabildiğini hayal edin. Hastayı kesmek yerine, robotları bir hap veya enjeksiyon yoluyla vücuda sokabiliriz ve onlar da kendilerine verilen görevi eksiksiz şekilde yerine getirebilirler.”

Tamamen biyo-uyumlu malzemeden üretiliyorlar

Araştırmacılar mikro robotları 3D baskıya benzer bir teknoloji kullanarak biyo-uyumlu polimer türü malzemelerden yaptılar. Bu fütüristik makineler biraz küçük roketlere benziyor ve üç küçük kanatçıktan oluşuyorlar. Robotların her biri, bir bardağı ters çevirerek suya batırdığınızda olana benzer, küçük bir hapsolmuş hava kabarcığı taşıyor.  Araştırmacılar mikro robotları vücut içinde hareket ettirmek için ultrasonda kullanılan türden bir akustik alana maruz bırakıyor. Bu etki, robotların taşıdığı kabarcıkları yüksek hızlarda titreştirerek sıvılar içinde hareket etmelerini sağlıyor.

İnsanlarda ilk kullanım alanı mesane hastalıkları olacak

Hayvanlarda bir dizi test çalışmasını başarıyla tamamlayan araştırmacıların şimdiki hedefi mikro robotları insanlardaki mesane hastalıklarının tedavisinde denemek. Bunun için milyonlarca insanı etkileyen ve ağrılı mesane sendromu olarak da bilinen interstisyel sistit hastalığını ilk çalışma alanı olarak saptamış durumdalar.

İnterstisyel sistit hastalığı tedavisi oldukça zor ve ciddi ağrılara neden olabiliyor. Çoğu durumda hastaların mesanesine bir kateter yoluyla sert bir deksametazon solüsyonu enjekte edilmesi gerekebiliyor ve hastalar bu süreçte birkaç kez bu işleme maruz kalmak zorunda kalabiliyor.

Araştırmacılar, laboratuvar deneylerinde, yüksek konsantrasyonlarda deksametazon içeren mikro robot kümeleri ürettiler. Daha sonra bu botlardan binlercesini laboratuvar farelerinin mesanelerine soktular. Mikro robotlar, mesaneye vardıklarında, taşıdıkları deksametazonu yaklaşık iki gün boyunca yavaş yavaş serbest bıraktı. Böylesine istikrarlı bir ilaç akışı, hastaların daha uzun bir süre boyunca daha fazla ilaç almasına izin verebiliyor ve tedavinin gücünü arttırırken yan etkilerini azaltıyor.

Tıpta çığır açacak yeni bir yöntem; ilk biyobot başarıyla denendi

Çalışmaların çok başarılı geçtiğini ancak insanlarda deneyebilmek için bazı ek testlere daha ihtiyaç duyduklarını belirten Dr. Jin Lee, şunları söylüyor:

”Öncelikle mikro robotları kullanımdan sonra tamamen biyolojik olarak parçalanabilir hale getirmek istiyoruz. Böylece görevleri bittiğinde insan vücudunda sorusuz şekilde çözülecekler. Eğer bu süreçleri başarıyla tamamlayabilirsek mikro robotlarımız insan denemelerine hazır hale gelecek.’’

Dairesel Hareketlere Sahip Kabarcık Tabanlı Mikrorobotlar

Abstract: Uzaktan çalıştırılan mikro robotlar, ilaç dağıtımı için yeni nesil araçlar olarak önerilmektedir. Bununla birlikte, çoğu mikro robot doğrusal yörüngelerle yüzer ve yumuşak dokulara sağlam bir şekilde yapışma kapasitesinden yoksundur. Bu, karmaşık biyolojik ortamlarda gezinme ve hedef bölgelere ilaç salma yeteneklerini sınırlar.

Bu çalışmada, karmaşık geometrilere sahip kabarcık tabanlı mikro robotların, bir fare mesanesinde doğrusal olmayan yörüngelerle verimli bir şekilde yüzdüğü, epitelyuma sağlam bir şekilde tutturulduğu ve terapötik ilaçları yavaşça saldığı gösterilmiştir. Mikrorobotların dış gövdelerindeki asimetrik yüzgeçler, saniyede ≈150 vücut uzunluğuna kadar yüzme hareketlerinde hızlı bir dönme bileşeni oluşturur.

Mikrorobotlar, yüksek hızları ve keskin yüzgeçleri sayesinde kendilerini mekanik olarak mesane epiteline sabitleyebilir ve idrara çıkmayla orantılı kayma gerilimlerine dayanabilir. Enflamatuar hastalıklar için kullanılan küçük moleküllü bir ilaç olan deksametazon, mikrorobotların polimerik gövdeleri içinde kapsüllenmiştir. İlacın sürekli salımının, ücretsiz ilaç kontrollerinin performansını aşan bir şekilde enflamasyonu hafiflettiği gösterilmiştir. Bu sistem, büyük hacimlerde verimli bir şekilde gezinmek, yumuşak doku sınırlarını sabitlemek ve çeşitli hastalıklar için birkaç gün boyunca ilaçları serbest bırakmak için mikro robotları kullanmak için potansiyel bir strateji sağlar.

YORUMUNUZ VAR MI?

Label

İsim*

Email*

Δ

Label

İsim*

Email*

Δ

1 Yorum

En Yeniler

Eskiler Beğenilenler

Inline Feedbacks

Tüm yorumları gör

Deniz Bahar

1 yıl önce

Harika bir araştırma

0

Yanıtla