نجح مهندسون في اختبار روبوتات مجهرية صغيرة جدا بحجم حبة رمل واحدة قادرة على التحرك داخل الأوعية الدموية للأغنام وتوصيل الدواء مباشرة إلى المناطق المطلوبة عبر مجالات مغناطيسية. وبعد أداء مهمتها العلاجية، تذوب هذه الروبوتات داخل الجسم دون أن تخلّف أي أثر ضار.

هذه التقنية المبتكرة قد تمكّن الأطباء من إعطاء جرعات دوائية صغيرة ومركّزة إلى مناطق محدّدة داخل الجسم، مما يقلل السمية الناجمة عن انتشار الدواء في أنحاء الجسم كافة.

نتائج واعدة في تجارب على الأغنام والخنازير

أظهر الباحثون في دراستهم المنشورة في مجلة Science أن هذه الروبوتات تعمل بكفاءة داخل الأوعية الدموية في أجسام الأغنام والخنازير، وهي كائنات شبيهة جدا بالبشر من حيث الحجم والخصائص الفسيولوجية.

ويقول قائد المشروع، المهندس الميكانيكي برادلي نيلسون من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، إن جميع مكوّنات الروبوتات متوافقة حيويا، مما يجعل التقنية خطوة كبيرة نحو تطبيقها على البشر مستقبلا.

حلّ لمشكلة خطيرة في تطوير الأدوية

يُشير نيلسون إلى أن نحو ثلث الأدوية الجديدة لا تصل إلى الأسواق بسبب سُميّتها العالية. ويرى الفريق أن الميكروروبوتات ستسمح بتوصيل الدواء مباشرة إلى المناطق المصابة دون التأثير على باقي الجسم، مما يقلل الآثار الجانبية بشكل كبير.

ويمكن استخدام هذه التقنية لعلاج:

انسداد الأوعية الدموية المسبب للسكتة الدماغية

أورام الدماغ

الأمراض التي تتطلب علاجا موضعيا ودقيقا

آلية عمل الروبوتات المجهرية

تعتمد هذه التقنية على كبسولة جيلاتينية صغيرة جدا تحتوي على:

جرعة من الدواء

جزيئات نانوية من أكسيد الحديد المغناطيسي

وتسمح هذه الجزيئات بقيادة الروبوت داخل الأوعية باستخدام مجالات مغناطيسية خارجية تطوّق المريض.

وفي تجارب الدماغ لدى الأغنام والخنازير، أثبت الفريق أنه يمكن:

إدخال الروبوتات عبر قسطرة

توجيهها نحو جدران الأوعية الدموية

دفعها مع مجرى الدم أو عكسه

نقلها بسرعة تصل إلى 40 سم/ثانية

وقد اعتمد الباحثون على صور الأشعة السينية للتحكم في الروبوتات بدقة ميليمترية وفي الزمن الحقيقي.

وخلال التجارب على الخنازير، وصلت الروبوتات بالدواء إلى الهدف في أكثر من 95% من الحالات.

إطلاق الدواء داخل الجسم

لتفعيل إطلاق الدواء، استخدم الفريق مجالات مغناطيسية متغيرة بسرعة أدّت إلى تسخين الكبسولة الجيلاتينية وتفككها.

ويقول الباحث وي غاو من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا إن التقنية واعدة للغاية، لكنها ما تزال في مرحلة ما قبل السريرية، ويتوقع أنه في حال نجاح الأبحاث المستقبلية، يمكن أن تُستخدم الروبوتات الممغنطة طبيا خلال 5 إلى 10 سنوات.

تحديات استمرت 20 عاما

كان اختيار المواد المناسبة لصنع روبوت صغير بما يكفي للمرور عبر أدق الأوعية مع الحفاظ على إمكانية التحكم فيه من بُعد تحديا استغرق 20 عاما من البحث.

والخطوة التالية هي إطلاق تجارب سريرية على البشر.

أبحاث موازية مستوحاة من الحيتان

وفي سياق متصل، يدرس علماء آخرون الحمض النووي للحيتان لمعرفة كيف تعيش هذه الكائنات العملاقة لقرون دون الإصابة بالسرطان أو أمراض الشيخوخة، بهدف استخدام هذه المعرفة لتطوير علاجات مستقبلية للبشر.