Technologia, która może zmienić medycynę. Nanoboty z alg

Nanoboty zaprojektowane do przemierzania wnętrz ludzkiego ciała są jedną z najbardziej obiecujących technologii medycyny przyszłości. Dzięki chińskim naukowcom jesteśmy o krok bliżej realizacji celu. Ich urządzenie zbudowane z alg rozwiązuje pewne problemy z techniczne.

Inżynierowie przez dziesięciolecia próbowali budować mikroskopijne roboty medyczne, które mogłyby dostarczać leki bezpośrednio do miejsca infekcji lub wykonywać zabiegi chirurgiczne wewnątrz organizmu. Mimo sporych postępów w tej dziedzinie do użytkowania tego typu nanobotów jeszcze daleka droga, choć jesteśmy o krok bliżej realizacji celu.

Chociaż technologia ta może zmienić nasze życie, to jej użycie nadal jest ograniczone. Na rozwiązanie czeka kilka problemów związanych z zasilaniem tych malutkich urządzeń i prowadzeniem ich przez ciało. Krok w tym kierunku wykonał zespół chińskich naukowców pod kierunkiem Li Zhanga z Chinese University of Hong Kong.

W badaniu opublikowanym na łamach czasopisma „Science Robotics”, Zhang i jego współpracownicy pokazali prototypową technologię opartą o algi Spirulina platensis, które wyglądają, jak mikroskopijna sprężyna. Są one powszechnie stosowane jako suplement diety. Chińscy badacze zmanipulowali spirulinę tak, by mogła swobodnie poruszać się wewnątrz ludzkiego ciała w odpowiedzi na sygnały magnetyczne.

Znalezienie odpowiedniego zasilania dla nanobotów było sporym wyzwaniem, ponieważ większość potencjalnych paliw jest toksyczna dla organizmu. Innym problemem było sterowanie takim małym robotem przez labirynty wewnątrz naszych ciał, co wymaga zarówno sposobu kontrolowania jego ruchów, jak i sprawdzenia, gdzie się znajduje. Ale wygląda na to, że oba te problemy zostały rozwiązane.

Kilka lat temu zespół Zhanga stworzył nanobota inspirując się kształtem alg, teraz wykorzystał same algi do swoich celów. Klucz leży w namagnesowaniu alg poprzez powlekanie ich nanocząsteczkami tlenku żelaza. Pola magnetyczne wytworzone na zewnątrz ciała mogą bez przeszkód przenikać żywą tkankę, pozwalając badaczom przesuwać namagnesowane obiekty. Do tego algi te są fluorescencyjne, co pozwala je śledzić dzięki spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego.

– Śledzenie nanobotów wewnątrz organizmu to duży krok naprzód. Do tego opracowana technologia jest tania i biokompatybilna – powiedział Joseph Wang z University of Kalifornia San Diego, który od lat pracuje nad podobnym rozwiązaniem.

Wspomniana przez Wanga biokompatybilność jest ważną cechą. Nanobot opracowany przez zespół Zhanga ulega degradacji w ciągu kilku godzin lub dni, w zależności od grubości nałożonej warstwy tlenku żelaza i nie czyni większych szkód w organizmie.

Zespół Zhanga zaobserwował jeszcze jedną zaskakującą cechę opracowanej technologii. Podczas doświadczeń, 90 proc. komórek nowotworowych rosnących w naczyniu laboratoryjnym zostało zniszczonych po wystawieniu ich na działanie powlekanej tlenkiem żelaza spiruliny. Dalsze testy wykazały, że algi te wytwarzają związek toksyczny tylko dla komórek nowotworowych.

Jednak do wprowadzenia nanobotów na rynek wciąż daleka droga. Zespół Zhanga musi wykazać, że opracowany przez nich nanobot jest zdolny do przenoszenia ładunków, takich jak choćby leki.

 

Źródło: Science, Futurism, fot. fot. Science/YouTube