ساخت یک دستگاه بسیار کوچک کاشتنی در بدن برای انتقال دارو

دانشمندان به تازگی یک دستگاه نرم و منعطف بسیار کوچک با قابلیت کاشته شدن در بدن ساخته اند که هیچ ضرری برای بدن انسان ندارد و می تواند به عنوان یک دستگاه پزشکی بی سیم برای انتقال دارو به بدن انسان، مورد استفاده قرار گیرد.

به گزارش کلیک، این دستگاه بسیار کوچک که اندازه آن تنها ۱۵ میلی متر است، دستگاه نسبتا پیچیده ای است که در آن از مکانیسمی به نام چرخ ژنو (یک مکانیسم چرخ دنده ای که حرکت دورانی پیوسته را به حرکت منقطع متناوب تبدیل می کند) استفاده شده است. از این مکانیزم از قرن ۱۷ تاکنون، در ساعت های مچی استفاده می شود؛ اما اولین باری است که از چنین مکانیسمی برای ساخت یک دستگاه با قابلیت کاشته شدن در بدن استفاده می شود.

در حال حاضر اکثر وسایل کاشتنی در بدن دارای اجزای ثابتی هستند و هیچ قطعه متحرکی در ساخت آن ها به کار گرفته نمی شود؛ زیرا استفاده از قطعات متحرک مستلزم استفاده از یک سری قطعات الکترونیکی و همچنین باتری هایی است که می توانند برای بدن مضر باشند و به بافت های آن آسیب بزنند.

یک سری از تجهیزات کاشتنی در بدن مانند ضربان ساز قلب (دستگاهی برای ایجاد ضربان قلب یا تنظیم و کنترل ضربان قلب) چندین دهه است که با موفقیت در بدن انسان قرار داده می شوند؛ اما محققان معتقدند که در آینده می توان از یک سری مواد منعطف تر و نرم تر برای ساخت وسایل کاشتنی در بدن استفاده کرد.

محققی به نام ساموئل سیا از دانشگاه کلمبیا به بیان این مطلب پرداخت که وسایل کاشتنی قدیمی از سیلیکون و فلز تهیه می شوند و این وسایل با انجام فرآیندهای خاصی بر روی مواد مذکور، تولید می شوند؛ اما مشکلی که در این میان وجود دارد این است که این مواد مناسب اعضا و بافت های بدن انسان نیستند و به آن ها آسیب می رسانند. تاکنون هیچ اقدامی برای ساخت وسایل کاشتنی که با اعضا و بافت های بدن سازگار باشند و در عین حال بسیار نرم تر نیز باشند، صورت نگرفته است؛ اما گروه تحقیقاتی او در حال تحقیق درباره این موضوع هستند.

تیم تحقیقاتی این محقق، موفق به ساخت یک وسیله کاشتنی با قطعاتی متحرک شدند که علاوه بر اینکه نرم و انعطاف پذیر است، هیچ خطری برای بدن انسان ندارد. اعضای این تیم تحقیقاتی توانسته اند با بهره گیری از ماده ای تحت عنوان هیدروژل که از زنجیره های پلیمر تشکیل شده است و بخش اعظمی از آن را (بیش از ۹۰ درصد) نیز آب تشکیل می دهد. همین مساله باعث شده است این ماده نرم و انعطاف پذیر باشد و از همه مهم تر با بدن انسان کاملا سازگار باشد و آسیبی به آن نزند.

دانشمندان می توانند با روی هم قرار دادن چندین لایه از این ماده، این وسیله را تنها در حدود ۳۰ دقیقه بسازند؛ البته لازم به ذکر است که دانشمندان برای دست یافتن به تکنیک ساخت این وسیله و کشف ماده مناسب برای ساخت آن، هشت سال تلاش کرده اند.

اعضای تیم تحقیقاتی در نهایت تصمیم گرفتند با استفاده از پلی اتیلن گلیکول که با بهره گیری از هیدروژل تهیه شده است، اقدام به ساخت وسیله کاشتنی جدید خود کنند؛ زیرا همانطور که گفتیم این ماده کاملا با بدن انسان سازگار است و سازمان غذا و دارو نیز استفاده از آن را در تجهیزات پزشکی بلامانع دانسته است.

دانشمندان این چرخ ژنو را سامانه میکرو الکترومکانیکی کاشتنی نامیده اند.

یک قطعه آهنربا در بیرون این وسیله تعبیه شده است که چرخ دنده کوچک داخل آن را به حرکت در می آورد. هر حرکت چرخ دنده کوچک، چرخ دنده بزرگتر را به میزان ۶۰ درجه می چرخاند. شش محفظه بسیار کوچک حاوی دارو در این دستگاه تعبیه شده است و با هر بار حرکت چرخ دنده بزرگ تر، یکی از محفظه ها در مقابل دریچه ای کوچک قرار می گیرد و به این ترتیب دارو در بدن آزاد می شود.

اگر چه این دستگاه رباتی نیست که به صورت کاملا مستقل عمل کند؛ اما به لطف آهنربایی که بر روی آن تعبیه شده است، می تواند فعالیت خود را بدون نیاز به تماس با دنیای خارجی، ادامه دهد.

محققان در آزمایشی که بر روی موش های آزمایشگاهی با هدف درمان سرطان استخوان انجام دادند، داروی مورد استفاده برای شیمی درمانی موسوم به دوکسورابیسین را طی یک دوره ده روزه به صورت مغناطیسی در بدن موش ها آزاد کردند.

محققان در این آزمایش تنها ۱۰ درصد از میزان معمول داروی دومسورابیسین مورد استفاده در روش های متداول شیمی درمانی را در این دستگاه قرار دادند؛ اما با این حال متوجه شدند که تاثیر این روش برای از بین بردن تومورها و سلول های سرطانی، بیشتر از روش های متداول شیمی درمانی است. محققان دریافتند با استفاده از این وسیله می توانند تعداد سلول های سرطانی را به میزان ۵۶ درصد کاهش دهند. این در حالی است که کاهش سلول های سرطانی در شیمی درمانی با دز بالا ۳۹ درصد و در شیمی درمانی با دز پایین، تنها ۱۹ درصد است.

استفاده از این دستگاه برای شیمی درمانی نسبت به روش های شیمی درمانی متداول، به دلیل استفاده میزان کمی از دارو در آن، برای بدن انسان ضرر کمتری دارد.

با وجود اینکه این دستگاه تازه ساخته شده است و ممکن است نقایصی داشته باشد، اما آزمایش آن بر روی موش های آزمایشگاهی با نتایج موفقیت آمیزی همراه بوده است. دانشمندان امیدوارند بتوانند در آینده ای نزدیک از این وسیله برای انتقال داروی های مورد نیاز بیماران سرطانی به بدن آن ها و همچنین سایر داروهای مورد نیاز بدن مانند انسولین، استفاده کنند.

آقای سیا در مصاحبه ای مطبوعاتی اذعان کرد که همان طور که قبلا برخی از اعضای مصنوعی بدن ساخته شده است، در حال حاضر نیز استفاده از وسایل کاشتنی، حسگرها و ربات هایی با قابلیت ارتباط بی سیم، نیز ممکن شده است.

وی افزود: “ساخت این سامانه میکروالکترومکانیکی کاشتنی باعث شد محققان فعال در زمینه ساخت ربات های منعطف با قابلیت به کار گیری در بدن و سازگار با اعضای بدن، یک گام به جلو حرکت کنند”.

 



بدون دیدگاه