A nanotechnológiai kutatók biztosak abban, hogy a mikroszkopikus méretű robotok a jövőben modernizálhatják a gyógyítást.

Amiről első hallásra azt gondolnánk, hogy science-fiction, már a közeljövőben realitássá válhat. A vértesteknél vagy a baktériumoknál alig nagyobb méretű nanorobotok a szervezeten belüli irányítottan célba juttathatók és a legkülönfélébb betegségek legyőzésében lehetnek segítségünkre.

Legyen szó hatóanyag-szállító, a vér-agy gáton átjutó vagy a műtéti beavatkozásokat segítő robotokról, a nanorobotok megalkotásának alapvetően két módja van: a kutatók vagy a „top-down” vagy a „bottom-up” módszerrel próbálkoznak; azaz vagy már meglévő robotokat mikronizálnak, vagy pedig molekuláról molekulára építik fel a kívánt funkciót betöltő robotot.

A legfőbb megoldandó feladatok között a nanorobotok véráramban történő előreirányuló mozgásának a megvalósítása, illetve az energiaellátásuk zavartalanságának, valamint a specifikus célfelismerésük biztosítása áll.

Bár az előreirányuló mozgás triviálisnak tűnik, ez a nanométeres tartományú partikulumok számára egy olyan viszkózus közegben, mint a vér, közel sem ilyen egyszerű. A probléma áthidalására a Max-Planck Intézet munkatársai dortmundi és izraeli kutatókkal együttműködve egy olyan kagylóformájú robotot fejlesztettek ki, aminek a „kagylóhéjak” gyors nyitásával és lassú zárásával sikerül előrejutnia. Mint arról a Nature Communications folyóiratban beszámoltak, ennek a mikroszkopikus méretű robotnak a navigálása külső mágneses térrel valósítható meg. A kagylószerű forma mellett a baktériumoktól ellesett csillók és ostorok robotokba építésével is próbálkoznak a kutatók.

A különféle hatóanyagok adott szemstruktúrához való célzott eljuttatására vagy az antikoagulánsokkal az ideghártyában kialakult vérrögök feloldására egyaránt lehetőséget kínálnak a mikroszkopikus méretű, irányítható robotok. Zürichi kutatók 2013-ban élő nyúlnál végeztek el szemműtétet mikrorobot-támogatással. A két milliméter hosszúságú mikrorobotot a szembe injektálták, majd mágneses mezővel irányították azt a műtét alatt, és annak végeztével eltávolították azt a szemből.

A nanorobotok irányítására leggyakrabban a külső mágneses teret alkalmazzák. A nagy hatótávolságú mágneses térrel a robotok navigálása mellett azok energiával való ellátása is megvalósítható. Jelenlegi ismereteink szerint – mint arról a Scientific Reports-ban is írtak – az alkalmazott mágneses térnek csak minimális hatása van az emberi szervezere. A mágneses térrel való irányítás szép példája az, amikor gyöngyszerűen egymáshoz kapcsolódó egységekből épül fel a nanorobot. Ennek a „gyöngyökből” alkotott rendszernek az alkotóegységei – a külső mágneses tértől függően – vagy egymáshoz kapcsolódnak, vagy szétválnak egymástól, és így több vagy kevesebb egységből felépülő aggregátumok jönnek létre, amik különféle sebességgel képesek a szervezeten belül mozogni.

Érdekes megközelítésről számoltak be 2012-ben a Science hasábjain azok a nanotechnológiai kutatók, akik ártalmatlan vírus DNS-ből, egyfajta DNS-origamiként építették fel a nanorobotjukat. Ezek a nanorobotok a vérben cirkulálnak, és specifikus aptamerjeiknek köszönhetően a daganatos sejteket felismerve képesek azokhoz hozzákötődni, majd a daganatsejtekkel való kontaktus kialakítását követően a belső részükbe zárt (daganatellenes) hatóanyagokat szabadon bocsájtani. A hatóanyag-szállításnak ez a módja a terápiás hatékonyság növelése mellett jelentősen képes a kemoterápiás kezelésekkel járó mellékhatásokat is csökkenteni.

Mielőtt a biológiailag lebomló, a szervezetből mágneses térrel könnyen eltávolítható nanorobotok a klinikai kipróbálás fázisába kerülnek, még számos további megoldásra váró kérdést kell megválaszolni. A kutatók álláspontja egybeesik azonban abban a tekintetben, hogy az elkövetkező két évtizedben a nanorobotok forradalmasíthatják a gyógyítást.

Forrás:http://www.pharmaonline.hu/