درمان سینوزیت با ربات‌های نانویی؛ بی‌نیاز از جراحی

به گزارش عصر رویداد از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، دانشمندان با طراحی نسل نوینی از ریزربات‌های نوری و مغناطیسی موفق شدند عفونت‌های مقاوم باکتریایی در عمق سینوس‌ها را بدون نیاز به جراحی درمان کنند. این فناوری نوآورانه که در حیوانات آزمایشگاهی نتیجه‌بخش بوده، می‌تواند شیوه درمان سینوزیت‌های مزمن را متحول کند.

در پژوهشی تازه که در نشریه علمی Science Robotics منتشر شده است، تیمی بین‌المللی از پژوهشگران نوعی میکروربات بسیار کوچک را معرفی کرده‌اند که قادر است با هدایت مغناطیسی و تحریک نوری، به عمق حفره‌های سینوسی نفوذ کند، عفونت‌های پنهان را هدف قرار دهد و بدون آسیب به بافت‌های سالم، باکتری‌ها را نابود کند.

این ریزربات‌ها که ابعادی کوچک‌تر از یک دانه نمک دارند، از ماده‌ای خاص به‌نام اکسید بیسموت دوپ‌شده با اتم‌های منفرد مس ساخته شده‌اند. ساختار نیم‌کروی این ذرات به قطر حدود ۳ میکرومتر، امکان حرکت و نفوذ آن‌ها را در فضاهای بسیار باریک فراهم می‌سازد. عملکرد درمانی این ریزربات‌ها بر پایه پدیده‌ای به نام «کاتالیز نوری» است که با استفاده از نور مرئی و خواص فوتوترمال، نه تنها غلظت چرک در ناحیه آلوده را کاهش می‌دهد بلکه از درون باکتری‌ها را نابود می‌کند.

سینوزیت مزمن، یکی از شایع‌ترین مشکلات تنفسی در جهان است و طبق آمار، نزدیک به ۸ تا ۱۳ درصد جمعیت جهانی را درگیر کرده است. این بیماری اغلب ناشی از شکل‌گیری ساختارهایی به نام «بیوفیلم» توسط باکتری‌هایی مانند Streptococcus pyogenes است؛ ساختارهایی لزج و مقاوم که مانع دسترسی آنتی‌بیوتیک‌ها به باکتری‌ها می‌شوند.

تیمی از دانشمندان با استفاده از مدلی تجربی در خرگوش‌ها، توانستند با کمک فیبر نوری و میدان مغناطیسی، دسته‌ای از این ریزربات‌ها را به ناحیه آلوده در سینوس هدایت کنند. در مرحله بعد، این ریزربات‌ها تحت تابش نور مرئی قرار گرفتند که به تولید گرمای موضعی و کاهش ویسکوزیته (غلظت) چرک منجر شد. پس از آن، به‌واسطه حضور ترکیب اکسید بیسموت و مس، مقادیر زیادی از گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) تولید شد که قادرند بیوفیلم‌ها را تخریب و باکتری‌ها را نابود کنند.

نکته مهم این است که در این روش، برخلاف جراحی‌های تهاجمی، هیچ‌گونه آسیبی به بافت‌های سالم وارد نمی‌شود و بازیابی بیمار نیز سریع‌تر انجام می‌گیرد. این دستاورد نه‌تنها درمان سینوزیت‌های مزمن را وارد مرحله‌ای جدید می‌کند، بلکه مسیر را برای درمان سایر عفونت‌های پنهان در اندام‌هایی مانند ریه یا دستگاه گوارش هموار می‌سازد.

یکی از پژوهشگران این پروژه گفت: «ما ربات‌هایی طراحی کرده‌ایم که می‌توانند به شکل هدفمند در بدن حرکت کنند و با تحریک نوری، هم مسیر را برای خود باز کنند و هم داروی ضدعفونی‌کننده را دقیقا در محل مناسب آزاد سازند.»

این پژوهش نتیجه همکاری میان دانشمندان حوزه مواد، میکروفناوری، زیست‌پزشکی و مهندسی نور بوده است. ماده اولیه این ریزربات‌ها ترکیبی پیشرفته از عناصر بیسموت و مس است که به شیوه‌ای ویژه ساختار یافته و قابلیت‌هایی مانند حساسیت به نور، خاصیت مغناطیسی، و توان تولید گونه‌های واکنش‌پذیر اکسیژن را دارد. مطالعه یادشده همچنین بیان می‌کند که فرآیند تولید این میکروربات‌ها از نظر هزینه و مقیاس‌پذیری، قابلیت توسعه برای کاربردهای کلینیکی را دارد و می‌توان در آینده، نمونه‌های انسانی این فناوری را نیز آزمود.

اگرچه این فناوری هنوز در مرحله پیش‌بالینی قرار دارد، اما موفقیت آن در مدل‌های حیوانی، نویدبخش استفاده از شیوه‌های غیر جراحی برای درمان عفونت‌های پیچیده در بدن انسان است.