For første gang er der designet nanorobotter, som kan levere stoffer direkte i øjnene uden at forårsage skade.
Nanorobot teknologi er en nyere teknik i centrum for videnskabsmænd til behandling af flere sygdomme. Nanorobotter (også kaldet nanobots) er bittesmå enheder lavet af komponenter i nanoskala og har størrelsen 0.1-10 mikrometer. Nanorobotter har potentialet til at levere stoffer til menneskelig krop på en meget målrettet og præcis måde. Nanorobotter er designet eller konstrueret på en sådan måde, at de kun er 'tiltrukket' af syge celler, og de kan således foretage en målrettet eller direkte behandling i disse celler uden at forårsage skade på raske celler. Generelt, for de fleste sygdomme en sådan målrettet medicin levering er muligvis ikke væsentligt påkrævet, men for komplicerede sygdomme som diabetes eller kræft kan det være meget gavnligt.
Nethindesygdomme i øjet
Behandlingen af øje sygdomme er generelt rettet mod at reducere betændelse i øjet, reparere traumatiske skader og beskytte eller forbedre synet. En sund nethinde – det tynde lag væv bagerst i øjet – er afgørende for et godt syn. Vores nethinde består af millioner af lysfølsomme celler (kaldet stænger og kegler) og nervefibre/celler, som tillader lys, der kommer ind i øjet, omdannes til elektriske impulser for at nå hjernen. Det er sådan visuel information modtages og behandles af vores øje og sendes til hjernen gennem synsnerven. Hele processen muliggør vision og styrer, hvordan vi ser billeder. Nethindesygdomme i øjet påvirker enhver del af nethinden. Få behandlingsformer er tilgængelige for nogle nethindesygdomme, men de er ret komplekse. Formålet med enhver behandling er helt at standse eller bremse øje sygdom og for at beskytte synet (bevare, forbedre eller genoprette det). Det er afgørende at opdage nethindeproblemer tidligt, fordi skaden er irreversibel. Hvis de ikke behandles, kan nogle nethindesygdomme forårsage synstab eller blindhed.
Det er ekstremt vanskeligt at behandle sygdomme, der påvirker nethinden, fordi det er meget udfordrende at levere målrettede lægemidler gennem det tætte biologiske væv i øjet. Selvom øjenvæv for det meste består af vand, men de består af tyktflydende øjenkugle og et tæt netværk af molekyler (hyaluronan og kollagen), som ikke let kan penetreres af partikler, da disse begge er meget stærke barrierer. Der kræves en stor præcision for at foretage en målrettet lægemiddellevering til øjet. Dette er grunden til, at traditionelle metoder, som er blevet brugt til at levere lægemidler til øjnene, hovedsageligt har været afhængige af tilfældig og passiv diffusion af molekyler, og disse metoder er ikke egnede til at levere lægemidler til den bageste del af øjet.
Nanorobotter til behandling af nethindesygdomme
Forskere ved Max Planck Institut for Intelligente Systemer i Stuttgart har sammen med et hold udviklet nanorobotter ('køretøjer'), som for allerførste gang kan gå gennem det tætte øjenvæv. Disse nanorobotter blev fremstillet ved hjælp af en vakuumbaseret teknik, hvor silicabaserede nanopartikler blev mønstret på en wafer, som derefter blev placeret inde i et vakuumkammer i en bestemt vinkel, mens silicamateriale som jern eller nikkel blev aflejret. Skyggen forårsaget af en lav vinkel sikrer, at materialet kun aflejres på nanopartikler, som derefter antager spiralformet propelstruktur. Disse nanorobotter er omkring 500 nm brede og 2 μm lange, magnetiske i naturen og formet som mikropropeller. Denne størrelse er omkring 200 gange mindre end diameteren af en enkelt hårstrå. Nanorobotterne er derefter belagt med et non-stick biovæskelag på ydersiden for at forhindre enhver adhæsion mellem nanorobotten og det biologiske proteinnetværk i øjenvævet, når nanorobotter navigerer gennem det. Den optimale størrelse af nanorobotter sørger for, at de glider gennem nettet af biologisk polymert netværk uden at beskadige det følsomme øjenvæv. Disse fantastiske nanorobotter kan fyldes med medicin eller medicin og kan navigeres cm for cm og målrettes mod et bestemt område i øjet ved brug af magnetiske felter i realtid.
Forskere sprøjtede tusindvis af nanorobotter ind i et griseøje ved hjælp af en nål og påførte magnetisk felt netop passende for at røre nanorobotterne mod øjets nethinde i en samlet varighed på 30 minutter fra injektion. De overvågede konstant nanorobottens vej ved hjælp af en billedbehandlingsteknik, som almindeligvis bruges til at diagnosticere øjensygdomme. Denne teknik er unik og minimalt invasiv. Selvom det hidtil kun er blevet vist i modelsystemer eller væsker. Forskere håber, at denne teknik i den nærmeste fremtid vil blive brugt til at fylde nanorobotter med passende terapi, og de vil nå andre bløde tætte væv i uopnåelige dele af den menneskelige krop. Området for nanomedicin – brug af nanorobotter til terapi – har fået stor opmærksomhed i de sidste mange år, og mange forskellige typer nanorobotter er under udvikling, nogle ved hjælp af 3D-fremstillingsprocesser. Interessant nok kan næsten en milliard nanorobotter udvikles på få timer ved at fordampe siliciumdioxid og andre materialer som jern på en silicowafer under højvakuumforhold.
***
Kilde (r)
Zhiguang W et al. 2018. En sværm af glatte mikropropeller trænger ind i øjets glaslegeme. Science Forskud. 4 (11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
***
