الروبوتات النانوية ثورة جديدة في عالم التكنولوجيا والطب

الروبوتات النانوية (بالإنجليزية: Nanorobots)، أو روبوتات النانو أو نانو بوت هي أجهزة صغيرة مصنعة أو بيولوجية بمقياس النانو تستطيع الدخول إلى خلايا الجسم وأداء وظيفة معينة في داخلها. وتستخدم تكنولوجيا النانو حالياً في العديد من التطبيقات في الطب، مثل أنظمة توصيل الدواء، كما تستخدم في العديد من المنتجات الأخرى مثل واقيات الشمس، والأطعمة، ومنتجات التجميل.

يعتبر العمل على الروبوتات النانوية أمراً بالغ الأهمية، إذ في حال نجاحه يمكن أن يحدث تطوراً كبيراً على علاج الأمراض المزمنة مثل السرطان، أو قد يستخدم لعلاج الأعضاء التالفة دون جراحة.

والنانو يعادل جزء من البليون من المتر، أي أن نانومتر يساوي 0.000000001 متر، وهو ما يعادل حجم 10 ذرات.

وبالرغم من النتائج الواعدة للروبوتات النانوية، إلا أن تصنيع أجهزة بهذا الحجم الصغير يشكل عقبة كبرى أمام العلماء.

ما هي روبوتات النانو؟

روبوتات النانو هي أجهزة صغيرة يتم تصنيعها من مواد كيميائية عديدة. قد تتكون المحركات والأجزاء الداخلية من عناصر أساسية يحتويها الجسم، مثل الهيدروجين، والأكسجين، والنيتروجين، والكبريت، والسيليكون، لكن الجزء الخارجي عادةً ما يكون ملساً للغاية لتجنب تحفيز جهاز المناعة.

يتم برمجة الروبوتات النانوية لاستقبال رسائل صوتية يتراوح ترددها بين 1-100 ميجاهيرتز، وعندما تنجز مهمتها داخل الجسم تخرج عن طريق أجهزة الإخراج في الجسم، أو يتم إخراجها من قبل الطبيب.

التطبيقات الحالية لتكنولوجيا النانو في الطب

قد تكون الروبوتات النانوية قيد الدراسة حالياً، ولكن تستخدم تكنولوجيا النانو في العديد من التطبيقات الطبية في الوقت الحاضر. وعلى الرغم من أن العديد من تطبيقات تكنولوجيا النانو لا تزال قيد الدراسة، أو قيد التطوير والبحث، إلا أن بعضها نجح ويستخدم حالياً في مجال الطب. نستعرض أهم تطبيقات تكنولوجيا النانو في الطب.

استخدام روبوتات النانو في توصيل الدواء

لا يزال هذا التطبيق قيد الدراسة، وهو يستخدم جزيئات صغيرة لتوصيل الأدوية، أو الحرارة، أو الضوء إلى خلايا معينة في الجسم (مثل الخلايا السرطانية). وتصمم الجزيئات المخصصة لتوصيل الدواء لتنجذب فقط للخلايا المريضة، مما يسمح بعلاجها بشكلٍ مباشر. تقلل هذه الطريقة الأعراض الجانبية والضرر الذي قد يصيب خلايا الجسم السليمة، كما تسهل عملية تشخيص الأمراض في وقت مبكر.

على سبيل المثال يأدب بعض العلماء في جامعة ولاية نورث كارولاينا على تطوير طريقة لتوصيل الخلايا الجذعية القلبية لأنسجة القلب التالفة، ويصممون حويصلاتٍ نانوية تنجذب فقط للخلايا الجذعية التالفة في القلب وتحمل إليها الخلايا الجذعية العلاجية، مما يزيد من توصيل الخلايا الجذعية إلى الأنسجة التالفة تحديداً.

استخدام روبوتات النانو في تقنيات تشخيصية

يستخدم الباحثون في مركز ورشيستر للتقنيات أجساماً مضادة محمولة على أنابيب نانوية مصنوعة من الكربون لكشف الخلايا السرطانية في مجرى الدم، ويعتقد الباحثون أن هذه الطريقة بسيطة ويمكن استخدامها في أي مختبر تحليل لكشف السرطان في مراحل مبكرة.

وتم تطوير تحليل لكشف الفشل الكلوي، وتستخدم عصيات ذهب نانوية (بالإنجليزية: Gold nanorods) مصممة للارتباط ببروتين ينشأ في الجسم نتيجة تلف خلايا الكلى، وعندما يتراكم هذا البروتين على عصيات الذهب النانوية يتغير لونها، مما يسمح بكشف الفشل الكلوي مبكراً.

استخدام روبوتات النانو في علاج الالتهابات البكتيرية

يطور الباحثون في جامعة هيوستن طريقة لقتل البكتيريا باستخدام جزيئات الذهب النانوية والأشعة تحت الحمراء. وقد تساعد هذه الطريقة في تحسين عملية تعقيم الأجهزة في المستشفيات.

كما يجري العلماء في جامعة كولورادو العديد من الأبحاث لاستخدام تقنية النانو لعلاج الالتهابات المقاومة للمضادات الحيوية.

اقرأ أيضاً: كيف تصبح البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية؟

تطبيقات روبوتات النانو في الطب

إن نجح العلماء في تطوير هذه الأجهزة الصغيرة، فقد تحدث تطوراً في جميع مجالات الطب. فيما يلي أهم تطبيقات الروبوتات النانوية التي يهدف الباحثون إلى تحقيقها.

استخدام روبوتات النانو في فتح الشرايين المسدودة

قد تستخدم الروبوتات النانوية لفتح الشرايين المسدودة دون إجراء جراحة، فقد تدخل إلى الجسم وتتوجه إلى الوعاء الدموي المسدود، ثم تقوم بإزالة اللويحة الدهنية التي تسد هذا الوعاء الدموي.

بالإضافة إلى قدرتها على كشف الشرايين الضعيفة المعرضة للإصابة بانسداد.

استخدام روبوتات النانو في توصيل الدواء

ذكرنا فيما سبق استخدام الجزيئات النانوية لتوصيل الأدوية إلى أنسجة معينة من الجسم، ويتم أيضاً بحث إمكانية تصنيع روبوتات نانوية لحمل الجرعات المحددة من الدواء إلى الأنسجة المراد علاجها.

استخدام روبوتات النانو في مراقبة بعض وظائف الجسم

قد تساعد الروبوتات النانوية على مراقبة وظائف بعض أعضاء الجسم مثل العلامات الحيوية للمريض، كما أنها قد تشكل قفزة هائلة في عملية تشخيص الأمراض.

استخدام روبوتات النانو في طب الأسنان

قد تساهم الروبوتات النانوية في تطوير طب الأسنان، فقد تستخدم لتسكين آلام الأسنان، وتخفيف حساسية الأسنان، كما قد تستخدم أيضاً كبديل لتقويم الأسنان، لترتيب مظهر الأسنان غير المرتبة وتغيير أماكنها.

استخدام روبوتات النانو في الجراحة

تستطيع الروبوتات النانوية إجراء العمليات الجراحية داخل الجسم، ويتم تنظيم مهماتها عن طريق لوحة تحكم نانوية وجهاز حاسوب.

يمكن للروبوتات النانوية القيام بالعديد من المهام، كأن تتوجه إلى الأنسجة المصابة، وتحدد المشكلة التي تعاني منها، وتشخيصها، وتصحيح الأضرار جراحياً.

استخدام روبوتات النانو في تشخيص وعلاج السرطان

تصنع الروبوتات النانوية من بوليمر، وهي تتضمن حساسات بيولوجية كيميائية قادرة على تحديد الخلايا السرطانية والأورام.

استخدام روبوتات النانو في تشخيص وعلاج مرض السكري

تستخدم الروبوتات النانوية حساسات كيميائية لتعديل البروتين الذي يعمل كحساس لمستوى الجلوكوز في الدم، مما قد يزيد من امتصاص الجلوكوز إلى داخل الخلايا ويقلل مستواه في الدم، مما قد يساعد في علاج مرض السكري.

استخدام روبوتات النانو في إجراء العمليات الجراحية الحساسة

يوجد بعض العمليات الجراحية التي لا يستطيع الأطباء القيام بها، وذلك لأن الأنسجة قد تكون حساسة للغاية، أو لأن المنطقة المتضررة صغيرة للغاية.

ويساعد صغر حجم الروبوتات النانوية في تخطي هذه المشكلة، بسبب سهولة وصولها إلى المنطقة المتضررة في الجسم، وقدرتها العالية على إجراء العمليات بدقة.

اقرأ أيضاً: طب الشيخوخة بين التطور والحاجة

يعتبر نجاح تطوير الروبوتات النانوية تطوراً هائلاً في المجال الطبي، إذ أن فعاليتها الكبيرة ودقتها العالية ستستبدل طرق العلاج التقليدية بطرق أسرع وأدق، وتقلل نسبة الخطأ في الطرق العلاجية.

كما أن تطوير الروبوتات النانوية يوفر مزيداً من العلاجات، ومزيداً من العمليات الجراحية الصعبة، ومزيداً من التقنيات التشخيصية الدقيقة، مما ينقذ مزيداً من الأرواح والمرضى في المستقبل.