تصور کنید که برای درمان تب مزمن خود به پزشک مراجعه کرده‌اید و به جای تجویز قرص یا آمپول، پیشنهاد ارجاء به تیم حرفه‌ای پزشکی برای ایمپلنت رباتی کوچک در جریان خونتان به شما داده می‌شود.
این ربات قادر به تشخیص علت تب، حرکت به سمت دستگاه مربوطه و اعمال دوز صحیح دارو دقیقاً به آن منطقه می‌باشند.
خوشبختانه علم پزشکی این رویا را به حقیقت پیوسته است و امروزه متخصصین رشته‌ی مهندسی پزشکی در سراسر دنیا در حال ساخت و طراحی این ماشین‌های کوچک به نام نانوربات‌ها هستند که قدرت درمان هر نوع بیماری از هموفیلی تا سرطان را دارند.
مقاله‌ی مرتبط: چگونه نانوتکنولوژی در آینده موجب ارتقا سلامت خواهد شد؟
در این مقاله خواهیم‌دید که چگونه نانوربات‌ها با چالش‌های پیش روی خود ازجمله یافتن مسیر، امکان انتقال دوز دارویی و… مواجه شده و به درمان بیماری‌ها می‌پردازند.
با وجود اینکه نانوربات‌ها قادر به حمل مقدار ناچیزی از داروها هستند، اثرگذاری بهتری نسبت به سایرین دارند؛ زیرا توسط کبد و سایر ارگان‌ها متابولیزه نشده و مستقیماً به دستگاه مربوطه می‌رسند.
مقاله‌ی مرتبط: تماشا کنید: اولین نانوفیش جهان برای هدایت داروها در بدن
حال بهتر است نگاهی به محبوب‌ترین درمان‌های اعمال‌شده توسط نانوربات‌ها بیاندازیم:
- آرتریواسکلروزیس: حاصل این بیماری، تشکیل پلاک‌ها در دیواره‌ی عروق است که نانوربات‌ها با بریدن پلاک‌ها آن را درمان می‌کنند.
- از بین بردن لخته‌ی خون: لخته‌ی خون مشکلات زیادی از جمله سکته و تحلیل عضلانی برای بدن ایجاد می‌کند که نانوربات‌ها قادر به رفع آن هستند. البته شایان ذکر است که این ربات‌ها مانع از حرکت لخته‌های جدا شده و ایجاد آمبولی‌ها که بسیار خطرناک هستند، می‌شود.
- درمان سرطان: نانوربات‌ها با حمله‌ی مستقیم به سلول‌های سرطانی و اعمال دوز شیمی‌درمانی مناسب یا تابش امواج گوناگون به آن‌ها از اثرات جانبی درمان و آسیب سلول‌های سالم کاسته و احتمال بهبود را افزایش می‌دهد.
مقاله‌ی مرتبط: نانودیسک‌ها، راهکاری جدید برای درمان سرطان!
- انعقاد خون: ربات‌هایی به نام Clottocyte حامل تورینه‌ای بسیار کوچک هستند که در تماس با پلاسمای خون به غشایی چسبناک مبدل شده و به بند‌آمدن خون کمک می‌کند. این پلاکت‌های مصنوعی با قابلیت انعقاد ۱۰۰۰۰ برابر سریع‌تر از حالت طبیعی، انقلابی برای درمان هموفیلی و شرایط حاد انعقادی محسوب می‌شوند.
- نقرس: این بیماری در اثر نارسایی کلیه برای دفع چربی‌ها و پروتئین‌ها و درنتیجه‌ی رسوب این مواد در مفاصل به صورت کریستالیزه ایجاد می‌شود. نانوربات‌ها با شکستن کریستال‌های رسوبی قادر به تسهیل علائم نقرس و درمان موقت آن هستند. اما باید توجه کرد که عامل اصلی بیماری همچنان پابرجاست.
- سنگ کلیه: نانوربات‌ها با اعمال لیزرهای کوچک‌تر و لوکالیزه قادر به شکست هرچه موثر تر سنگ‌های کلیوی هستند.
حرکت نانوربات‌ها در بدن
به طور کلی دو روش برای حرکت نانوربات‌ها به محل صحیحشان وجود دارد: کنترل از راه دور و یا تشخیص مسیر توسط خود ربات.
برای کنترل ربات‌ها از بیرون بدن، روش‌های بسیار متنوعی وجود دارد. پزشک می‌تواند با استفاده از امواج فراصوتی، ایکس، رادیواکتیو، مغناطیسی، و حتی جاسازی دوربین‌های بسیار کوچک در ربات و مانیتورینگ آن‌ها به تعیین محل ربات پرداخته و آن را به سوی مکان هدف هدایت کند. از طرفی امکان استفاده از سنسور‌های شیمیایی در ربات‌ها وجود دارد که در نتیجه‌ی آن‌ها ربات‌ها با شناسایی مواد شیمیایی خاصی قادر به شناسایی محل هدف خود و حرکت به سوی آن هستند.
تأمین انرژی ربات‌ها
تأمین انرژی نیز همانند نحوه‌ی حرکت به دو روش از راه دور و داخلی صورت می‌گیرد: نانوربات‌ها می‌توانند از الکترولیت‌های موجود در جریان خون جریان الکتریکی ساخته و یا با ایجاد واکنش‌های شیمیایی بین محتویات پلاسما و سوخت حملی خود، انرژی موردنیازشان را تأمین کنند. همچنین امکان استفاده از خازنها و انرژی هسته‌ای به عنوان منبع سوخت وجود دارد. (باتری‌ها به علت کوچک‌بودن منبع مناسبی به شمار نمی‌روند.)
روش‌های راه دور نیز از طریق اتصال یک سیم بسیار نازک به ربات و انتقال انرژی نوری یا الکتریکی توسط آن صورت می‌گیرد. روش‌های بی‌سیم هم شامل امواج فراصوت می‌شود که به دلیل راندمان پایین و آسیب‌رسانی بالا به بافت‌های اطراف، استفاده از آن‌ها معمولاً توصیه نمی‌شود.
تحرک نانوربات‌ها
شایان ذکر است که ربات‌ها قادر به حرکت غیرفعال در جریان خون نیستند و برای کنترل انتقال خود نیاز به نوعی اندام مصنوعی دارند.
بعضی از دانشمندان به دنبال شبیه‌سازی سیلیا و فلاژلای (طویل‌تر از سیلیا) موجود در باکتری‌ها هستند. درحالی که عده‌ای دیگر فکر استفاده از امواج مغناطیسی برای حرکت اندام‌ها را می‌کنند. برخی نیز اندیشه‌ی استفاده از خازنها برای ایجاد جریان مغناطیسی و حرکت مایعات رسانا را در سر می‌پرورانند. روش مطمئن‌تر دیگر نیز ایجاد لرزش در اندام‌ها با انقباض و انبساط مداوم آن‌هاست.
اندازه و محتویات ربات‌ها
کوچکترین میکروربات‌های ساخته‌شده توسط بشر تاکنون، اندازه‌ای در حدود چند میلی‌متر مکعب دارند که در مقایسه با واحد نانو بسیار بزرگ‌تر است و دانشمندان امید دارند تا در آینده قادر به ساخت ربات‌های کوچکتری شوند. حال به بررسی اجرای مختلف ربات‌ها می‌پردازیم:
- محفظه‌ی دارو
- پروب‌ها و چاقوها برای برش بخش‌های حذفی
- منبع انتشار امواج میکروویو یا تولید سیگنال‌های فراصوت
- الکترودها برای ایجاد جریان الکتریکی به عنوان متدی برای از بین بردن سلول‌های سرطانی
- لیزر
هم‌اکنون بزرگترین مشکلات پیش روی دانشمندان ساخت ربات‌های بسیار کوچک با کارایی بالا و البته امن می‌باشند؛ زیرا برای مثال کنترل امواج گوناگون در مقیاس‌های بسیار کوچک کار آسانی به نظر نمی‌آید.
نانوربات‌ها: حال و آینده
در حال حاضر تیم‌های تحقیقاتی مختلفی از سراسر دنیا در حال تلاش برای ساخت اولین نانوربات‌های اثربخش هستند. نانوربات‌ها قادر به درمان انواع بسیاری از بیماری‌ها از جمله سرطان و بیماری‌های قلبی و عفونی خواهندبود؛ و حتی از آن‌ها برای دستکاری ژن‌ها و مقاوم‌سازی افراد در برابر بیماری‌ها استفاده خواهدشد. این ماشین‌های کوچک قادر خواهندبود با مشکلات و موانع پیش رو مقابله کرده و درصورت نیاز بدون ایجاد هیچ مشکلی، تا پایان عمر در بدن باقی بمانند. آیا ممکن است روزی هزاران ربات کوچک در رگ‌های هر یک از ما جریان داشته باشند و به تصحیح و اصلاح بدن ما بپردازند؟
