رسوخ تکنولوژی در دنیای پزشکی

به طور کلی نانوتکنولوژی به مهندسی در زمینه ساختارهایی با دقت مولکولی که حدودا کمتر از 1/0 میکرومتر است می‌پردازد که ماشین‌های مولکولی را نیز شامل می‌شود. با پیشرفت سیستم‌های نانو‌الکترومدیکال در زمینه ساخت تجهیزات نانو، در آینده قادر خواهیم بود ماشین‌هایی بسازیم که نانو‌ربات نامیده خواهد شد. با استفاده از مدل‌های نانو و محاسبه‌های بیومولکولی به نظر می‌رسد نانو‌ربات‌ها خواهند توانست کارهای از پیش برنامه‌ریزی‌شده را بدرستی انجام دهند. بنابراین می‌توان امیدوار بود در سال‌های آینده نانوربات‌ها برای انجام جراحی از راه دور مورد استفاده قرار گیرند یا به طور مدام بدن انسان را تحت نظارت قرار دهند و هر وقت ارگانی دچار آسیب شد، بلافاصله آن را شناسایی و ترمیم کنند.

ربات‌های کوچک در پزشکی

پیشرفت‌های زیادی در زمینه ساخت میکروربات‌ها برای استفاده در بدن انسان صورت گرفته است. در سال 2002 ایشیاما و همکارانش در دانشگاه توکیو ماشین‌های کوچکی طراحی کردند که می‌توانستند در سیاهرگ‌ها شنا کند و داروها را به بافت‌های آلوده حمل کنند یا به داخل بافت‌های سرطانی نفوذ نمایند و با گرما آنها را از بین ببرند. در سال 2003 پروژه‌ای با نام MR Sub توسط گروه مارتل در آزمایشگاه نانورباتیک دانشگاه پلی‌تکنیک مونترال انجام شد. در این پروژه گروه مارتل توانست با استفاده از میدان‌های مغناطیسی متغیرMRI ، نیرویی برای به حرکت درآوردن یک ربات که از ذرات آهنربایی در ساختار آن استفاده شده بود ایجاد کند. از این نیرو برای حرکت دادن این ربات در بدن استفاده می‌شود. گروه براد نلسون در انستیتو تکنولوژی فدرال سوئیس در زوریخ نیز روی همین روش کارهایی تکمیلی انجام داد. این گروه در سال 2005 خبر ساخته شدن یک میکروربات حدودا 200 میکرومتری را منتشر کرد. این میکروربات به قدری کوچک بود که می‌توانست با یک سرنگ به داخل بدن تزریق شود. آنها امیدوار بودند این ربات یا نسل‌های بعدی آن روزی بتوانند برای رساندن دارو یا انجام جراحی‌های کمتر تهاجمی چشم مورد استفاده قرار گیرند. در یک آزمایش میکروربات، نلسون توانست با تامین انرژی توسط میدان‌های مغناطیسی در یک مسیر پرپیچ و خم پر از آب جابه‌جا شود. گروه گوردون با فعالیت‌های خود در دانشگاه مانیتوبا توانست سیتوبات‌ها و کاریوبات‌هایی تولید کند که با میدان‌های مغناطیسی کنترل می‌شوند و می‌توانند در داخل یا هسته سلول به جراحی بپردازند.

نانوربات‌های جراح

نانوربات‌های جراح می‌توانند از راه سیستم عروقی وارد بدن شوند یا می‌توان از طریق کاتنر آنها را مستقیما وارد حفرات بدن کرد. یک نانوربات به طریقه برنامه‌ریزی شده یا تحت کنترل جراح می‌تواند نقش یک جراح نیمه‌مستقل را در محل مورد نظر ایفا کند. این وسیله می‌تواند به جستجوی آسیب بپردازد و به کمک رایانه و جراح ناظر آن را تشخیص دهد و با استفاده از فناوری نانو آن را ترمیم کند. امروزه جراحی‌های نانوی اولیه در سطح سلول قابل انجامند. برای مثال یک میکروپیپت لرزنده سریع (100 هرتز)‌ با نوکی به قطر کمتر از یک میکرومتر برای بریدن کامل دندریت‌های یک سلول عصبی بدون آسیب رساندن به سلول به کار می‌رود. اکسون سلول عصبی یک کرم لوله‌ای توسط جراحی یا لیزر فمتو ثانیه بریده شد. پس از آن اکسون مجددا بازسازی شد و کارکرد اولیه خود را بازیافت. در واقع فمتولیزر مانند یک قیچی نانو عمل می‌کند. این نوع لیزر باعث تبخیر بافت مورد نظر می‌شود. در حالی که به بافت اطراف آسیبی نمی‌رساند. این لیزر بدون از بین بردن سلول برای جراحی نواحی اطراف سلولی یا اجزای درونی سلول مورد استفاده قرار می‌گیرد. کارهایی چون از بین بردن ارتباطات چسباننده دو سلول اندو‌تلیان پستانداران و برش میکروتوبول‌های سلول قارچ توسط این لیزر انجام شده است.

بزودی نانوربات‌ها وارد عرصه جراحی در پزشکی خواهند شد. این نانو‌ربات‌ها مجهز به لوازم جراحی و حرکتی پیشرفته‌ای خواهند بود که آنها را قادر می‌سازد جراحی‌های دقیق داخل و خارج سلولی را به انجام برسانند؛ جراحی‌هایی که خارج از دسترس مستقیم انسان جراح است. این نانو‌ربات‌ها با سیستم‌های بیولوژیکی سازگار خواهند بود و قادرند سلول‌های سرطانی را پیدا کرده و آنها را نابود کنند. این نانو‌ربات‌ها طوری طراحی خواهند شد که بتوانند انسداد‌های عروقی را برطرف کنند و سلول‌های اندوتلیان آسیب‌دیده را ترمیم کنند. همچنین پیوند ارگان‌ها و پیوندهای بافتی توسط این جراحان کوچک انجام خواهد گرفت. تعویض کروموزوم‌های داخل هسته سلول با کروموزوم‌های جدید از دیگر پیش‌بینی‌هایی است که انتظار می‌رود توسط نانو‌ربات‌ها قابل انجام باشد. تحقیق روی نانو‌ربات‌های جراح در حال انجام است. همچنین روی نانو‌ربات‌هایی کار شده است که باعث افزایش سیستم دفاعی در مقابل بیماری‌ها می‌شود، از این راه از بروز اپیدمی جلوگیری می‌کند و بیماری را در مراحل اولیه تشخیص می‌دهد و کنترل آن بیماری را برای سیستم‌های بهداشتی آسان می‌کند. همین‌طور از بعضی از نانوربات‌ها می‌توان برای بررسی یک منطقه از نظر آلودگی‌های شیمیایی استفاده کرد. مطمئنا ورود نانو‌ربات‌ها عرصه علم را دچار تحول عظیم خواهد کرد. به نظر می‌رسد با پیشرفت‌های صورت گرفته، نسل اول این ربات‌ها تا سال 2015 به کار گرفته شود.

منبع: SURGERY. COM