ساخت نانوربات های پزشکی با قابلیت برقراری ارتباط

ایمپلنت های پزشکی زیستی نقشی مهم در خدمات درمانی دارند و فعالیت های اعضای بدن مانند قلب یا مغز را رصد می کنند. این درحالی است که تحقیقات اخیر درباره شیوه فعالیت ربات هایی در مقیاس نانو است که قادر به شنا کردن یا خزیدن در بدن برای مقابله با بیماری هستند.

گذراندن سیم ها در بدن انسان نه تنها عملیاتی نیست بلکه ریسک عفونت را نیز در بر دارد. علاوه بر آن فناوری های بی سیم مانند رادیو، نور و بلوتوث در بافت بدن انسان به طور کارآمد فعالیت نمی کنند و همین امر قابلیت فعالیت آنها را به شدت محدود می کند.

اکنون محققان EPFL نمونه اولیه یک سیستم را ابداع کرده اند که «ارتباط مولکولی زیستی» نام دارد. ایده اصلی آن است که به ربات های مقیاس نانو یا میکرو اجازه دهد به وسیله آزادسازی مولکول های خاصی در جریان خون، ارتباط برقرار کنند. ابزار می تواند حضور مولکول ها را به عنوان «یک» و عدم ردیابی آنها را «صفر» تعبیر کند.

هیثم الحسنیه یکی از مولفان تحقیق می گوید: ارتباط مولکولی زیستی یک پارادیم مناسب برای شبکه سازی ایمپلنت های نانو است. این ایده خارق العاده ای است که بتوان با رمزگذاری داده ها در مولکول ها آنها را ارسال کرد تا وارد جریان خون شوند و ما نیز بتوانیم با آنها ارتباط برقرار و مسیر حرکتشان و زمان آزادسازی محتوایشان (به عنوان مثال هورمون ها) را راهبری کنیم.

محققان تکنیک‌هایی را از شبکه‌های الکترونیکی مانند شناسایی محموله ها، تخمین کانال و طرح‌های رمزگذاری و رمزگشایی در شبکه مولکولی اجرا کردند. این امر به غلبه بر مشکلات ناشی از زیست‌شناسی، مانند کانال‌های ناپایدار و عدم هماهنگی و بازخورد کمک کرد.

محققان فناوری مذکور را روی یک سیستم گردش خون مصنوعی در آزمایشگاه تست کردند. این سیستم شامل لوله ها و پمپ هایی بود که رگ های خونی و قلب را شبیه سازی می کردند. آنها با این روش نشان دادند تکنیک جدید برای انتقال سیگنال مولکولی 4 دستگاه به طور همزمان کارآمد است و عملکرد آن از روش های فعلی نیز بهتر است.