در سال گذشته، محققان دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو نشان دادند که یک میکروموتور پر شده با اسید معده می تواند یک راکت با قدرت تشکیل حباب های گاز هیدروژن را درون بدن یک موش حمل کند. این موتورهای کوچک، که هر کدام حدودا یک پنجم پهنای یک موی انسان هستند، ممکن است یک روز به روشی بی خطر و موثرتر داروها را انتقال داده یا تومورها را تشخیص دهند. با ادامه این تلاش پیشگام به سمت افزایش انتقال و تحویل خاص مکانی با استفاده از موتور، تیم تحقیقاتی به رهبری اساتیدی چون جوزف وانگ و لیانگفانگ ژانگ در بخش مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو (UCSD)، اکنون یک میکروموتور روده را تولید کرده اند که شامل یک بدنه موتور منیزیمی (Mg) با پوشش پلیمری روده ای است. در دسامبر 2016،  طی یک مطالعه جدید، نسخه جدید ACS Nanoبا بررسی خصوصیات میکروموتورهای منیزیمی روده ای (EMgMs) منتشر شده است.

 الف) توضیح نموداری عملکرد EMgMs در داخل بدن از نظر رانش و انتقال متمرکز به دستگاه گوارش. ب) آماده سازی EMgMs: 1: بارگذاری میکروسفرها و بار مفید Mg به درون میکروتیوب های PEDOT/Au که در غشاء ریزمنفذ پلی کربنات (PC) با اندازه منفذ 5 میکرون و طول منفذ 15 میکرون الکتریسیته شده اند؛ 2: تجزیه غشاء PC و آزادسازی میکروموتورهای منیزیم؛ 3: پوشاندن میکروموتورهای منیزیم با پلیمر روده؛ 4: تجزیه پوشش روده و رانش میکروموتورهای منیزیم در محلولی با PH خنثی. ج) نمای فوقانی میکروموتور Mg با توصیف خصوصیات میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و تصاویر اشعه ایکس با انرژی پاشنده (EDX) Mg و Au در میکروموتور. نوار مقیاس: 1 میکرومتر. د) نمای جانبی یک EMgM با خصوصیات SEM و تصاویر EDXMg و Au در میکروموتور. نوار مقیاس: 5 میکرون. ه) رانش تصویر لحظه ای یک EMgMs (الف) و چندین EMgMS (ب) در مایع روده. نوار مقیاس: 20 میکرومتر.

 

وانگ در این باره چنین توضیح می دهد که " هدف از این موتورهای جدید، کنترل و تقویت انتقال خاص مکانی در دستگاه گوارش (GI) است که شامل میکروموتورهای لوله ای منیزیمی با قدرت تولید آب پوشیده شده با لایه پلیمر روده ای می باشد". این ربات در مقیاس میکرو می تواند از طریق تجزیه پوشش پلیمری روده بار مفید را به مکان خاص انتقال دهد تا رانش خود در مکان هدف در جهت دخول و حفظ بافت موضعی را فعال سازد. پوشش روده می تواند از موتورها در یک محیط سیال اسیدی معده (PH 1-3) محافظت کند اما برای قرار دادن موتورها در معرض سوختشان و آغاز حرکت، در مایع روده حل می شود (PH 6-7). وانگ به این نکته اشاره دارد که با تنظیم ضخامت پوشش حساس به PH، فعال کردن رانش به صورت انتخابی در مناطق مورد نظر دستگاه گوارش و در نتیجه کنترل دخول و حفظ بافت موضعی آنها امکان پذیر است. او می گوید: "نتایج مطالعات ما در محیط زنده نشان می دهند که این میکروموتورها می توانند بدون هیچ خطری از میان مایع معده عبور کرده و در دستگاه گوارش بدون ایجاد سمیت حاد قابل توجهی فعال شوند". این گروه تحقیقاتی خواص و کاربردهای میکروموتورهای منیزیمی روده ای ترکیبی را در یک مدل موش ارزیابی کردند. نتایج مطالعات بر روی بافت زنده نشان می دهند که این موتورها می توانند از طریق معده بدون هیچ خطری عبور کرده و در دستگاه گوارش بدون ایجاد سمیت حاد قابل توجهی فعال شوند". ژانگ چنین بیان می کند که: "سیستم ناقل GI پیشنهادی ما که بر مبنای استفاده از میکروموتور است ترکیبی نوآورانه از تثبیت موقعیت و رانش فعال در جهت انتقال موضعی موثر در دستگاه گوارش و بهبود نگهداری در دستگاه گوارش را ارائه می دهد. این تحولات از اهمیت خاصی در تحقیقات میکروبیوم در حال ظهور برخوردار هستند".

چنین انتظار می رود که استفاده از مواد پیشرفته حساس به PH برای دستکاری محل دقیق میکروربات در انتقال خاص مکانی – در مقایسه با ابزار معمولی انتقال با استفاده از روش نفوذ غیرفعال – پیش زمینه ای برای روش های انتقال جدید و پیشبرد زمینه نوظهور نانوموتورها یا میکروموتورها و نانورباتیک های پزشکی باشد. هدف از مطالعات بیشتر توسط گروه تحقیقاتی UCSD ارزیابی بهره وری انتقال و اثربخشی درمانی روبه افزایش در ارتباط با عملکرد و رانش حامل های نانوموتور می باشد. نانوماشین های مشابه می توانند کاربردهای مختلفی از جمله کاربردهای تشخیصی، انتقال داروها یا جراحی نانوداشته باشند.

منبع