최초로 나노로봇이 설계되었습니다. 마약 손상을 일으키지 않고 눈에 직접 들어갑니다.
나노로봇 기술은 다중 치료를 위한 과학자들의 초점의 중심에 있는 최근의 기술입니다. 질병. 나노로봇(나노봇이라고도 함)은 나노 규모의 구성 요소로 만들어진 작은 장치이며 크기는 0.1~10 마이크로미터입니다. 나노로봇은 약물을 신체에 전달할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 사람의 매우 목표적이고 정확한 방식으로 신체를 공격합니다. 나노로봇은 질병에 걸린 세포에만 '유인'되어 건강한 세포에 손상을 주지 않고 해당 세포에서 표적화되거나 직접적인 치료를 수행할 수 있도록 설계 또는 제작되었습니다. 세포. 일반적으로 대부분의 질병에 대해 이러한 표적화 마약 출산은 본질적으로 필요하지 않을 수 있지만 당뇨병이나 암과 같은 복잡한 질병의 경우 매우 유익할 수 있습니다.
눈의 망막 질환
의 치료 눈 질병은 일반적으로 눈의 염증을 줄이고, 외상을 복구하고, 시력을 보호하거나 개선하는 데 맞춰져 있습니다. 건강한 망막(눈 뒤쪽의 얇은 조직층)은 좋은 시력을 위해 매우 중요합니다. 우리의 망막은 수백만 개의 빛에 민감한 세포(간상체 및 원추체라고 함)와 눈으로 들어오는 빛을 전기 자극으로 변환하여 뇌에 도달하도록 하는 신경 섬유/세포로 구성됩니다. 이것이 시각 정보가 우리 눈에 수신되고 처리되어 시신경을 통해 뇌로 전송되는 방식입니다. 전체 프로세스는 시각을 가능하게 하고 이미지를 보는 방식을 제어합니다. 눈의 망막 질환은 망막의 모든 부분에 영향을 미칩니다. 일부 망막 질환에는 치료법이 거의 없지만 매우 복잡합니다. 모든 치료의 목적은 증상을 완전히 멈추거나 늦추는 것입니다. 눈 질병을 예방하고 시력을 보호합니다(보존, 개선 또는 회복). 망막 문제는 손상이 되돌릴 수 없기 때문에 조기에 발견하는 것이 중요합니다. 치료하지 않고 방치할 경우 일부 망막 질환은 시력 상실이나 실명을 유발할 수 있습니다.
눈에 존재하는 조밀한 생물학적 조직을 통해 표적 약물을 전달하는 것은 매우 어렵기 때문에 망막에 영향을 미치는 질병을 치료하는 것은 극히 어렵습니다. 눈 조직은 대부분이 물로 구성되어 있지만 점성 안구와 분자(히알루로난 및 콜라겐)의 조밀한 네트워크로 구성되어 있어 입자가 쉽게 침투할 수 없습니다. 이 둘은 모두 매우 강력한 장벽입니다. 눈에 표적 약물을 전달하려면 상당한 정밀도가 필요합니다. 이것은 눈에 약물을 전달하는 데 사용되는 전통적인 방법이 주로 분자의 무작위 및 수동 확산에 의존하고 이러한 방법은 눈 뒤쪽에 약물을 전달하는 데 적합하지 않은 이유입니다.
망막질환을 치료하는 나노로봇
슈투트가르트에 있는 막스 플랑크 지능 시스템 연구소(Max Planck Institute for Intelligent Systems)의 연구원들은 팀과 함께 조밀한 안구 조직을 처음으로 통과할 수 있는 나노 로봇('차량')을 개발했습니다. 이 나노 로봇은 실리카 기반 나노 입자를 웨이퍼에 패턴화 한 다음 철이나 니켈과 같은 실리카 재료를 증착하면서 특정 각도로 진공 챔버 내부에 배치하는 진공 기반 기술을 사용하여 만들어졌습니다. 얕은 각도로 인한 그림자 현상은 재료가 나노 입자에만 증착되도록 한 다음 나선형 프로펠러 구조를 가정합니다. 이 나노로봇은 폭이 약 500nm, 길이가 2μm이며 본질적으로 자기적이며 마이크로 프로펠러 모양입니다. 이 크기는 사람의 머리카락 한 가닥 굵기보다 약 200배 작습니다. 그런 다음 나노 로봇은 외부에 비 점착성 바이오 액체 층으로 코팅되어 나노 로봇이 탐색할 때 나노 로봇과 안구 조직의 생물학적 단백질 네트워크 사이의 접착을 방지합니다. 나노로봇의 최적 크기는 민감한 안구 조직을 손상시키지 않고 생물학적 고분자 네트워크의 메쉬를 통과하도록 합니다. 이 놀라운 나노로봇은 약물이나 약을 실을 수 있고 cm 단위로 탐색할 수 있으며 자기장을 사용하여 실시간으로 눈의 특정 영역을 표적으로 삼을 수 있습니다.
과학자들은 바늘을 사용하여 수천 개의 나노 로봇을 돼지 눈에 주입하고 주입부터 시작하여 총 30분 동안 나노 로봇을 눈의 망막 쪽으로 휘젓기 위해 적절하게 자기장을 가했습니다. 그들은 안과 질환 진단에 일반적으로 사용되는 영상 기술을 사용하여 나노 로봇이 이동하는 경로를 지속적으로 모니터링했습니다. 이 기술은 독특하고 최소 침습적입니다. 지금까지는 모델 시스템이나 유체에서만 표시되었습니다. 과학자들은 가까운 장래에 이 기술이 나노로봇에 적절한 치료제를 탑재하고 인체의 도달할 수 없는 부분의 다른 부드럽고 조밀한 조직에 도달하기를 희망합니다. 치료에 나노 로봇을 사용하는 나노 의학 분야는 지난 몇 년 동안 많은 관심을 받아 왔으며 일부는 3D 제조 공정을 사용하는 다양한 유형의 나노 로봇이 개발되고 있습니다. 흥미롭게도, 이산화규소와 철과 같은 기타 물질을 고진공 조건에서 silico 웨이퍼에 기화시켜 거의 XNUMX억 개의 나노 로봇을 몇 시간 만에 개발할 수 있습니다.
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출처
Zhiguang W et al. 2018. 미끄러운 마이크로 프로펠러 떼가 눈의 유리체를 관통합니다. 과학의 발전. 4(11). https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388
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