روبوت بوزن حبة الرمل لنقل الأدوية داخل الجسم يبشّر بسهولة علاج السرطان

 

روبوت بوزن حبة الرمل أو أكبر قليلًا يمكن تطويره مستقبلًا، لعلاج أمراض السرطان المستعصية، عن طريق الانتقال بالأدوية وصولًا للخلايا السرطانية تحديدًا، لتثبيط نموها دون التأثير في الخلايا السليمة في جسم الإنسان،  لنتعرف أكثر عن هذا الروبوت وكيف يمكن له علاج مشاكل متعددة.

منذ ظهور الأمراض السرطانية، لم تتوقف جهود الأطباء والعلماء أبدًا على معرفة سبب تحول الخلايا السليمة إلى خلايا مسرطنة، لها القدرة على الانتشار بسرعة كبيرة، مؤثرة على الخلايا المجاورة، ومع تطوير الأدوية المثبطة للأورام لتقليل الآثار الجانبية المؤثرة على الخلايا السليمة داخل الجسم، كانت المفاجأة التي أدهشتنا بها جامعة جورجيا تيك (Georgia Tech) الأميركية، عندما قبلت بحثًا بعنوان “روبوت صغير يعمل بفعل الاهتزازات يزن أكبر قليلًا من حبة الرمل، يمكنه نقل الأدوية داخل الجسم”.

نشر البحث في مجلة (Micromechanics and Microengineering ) التي قامت بدعم هذا البحث بتمويل أولي، ليكون أول الروبوتات ثلاثية الأبعاد، التي تعمل بفعل الموجات الاهتزازية، أو الأصوات التي يمكن أن تصدر عن أجهزة كهربائية مجاورة، أو حتى تتأثر بأصوات منخفضة.

في البداية أوضح فريق البحث القائم على هذه التجربة، أنه بالإضافة إلى إمكانية استخدام الروبوتات الصغيرة، التي تعمل بفعل الموجات الاهتزازية، في مراقبة النظام البيئي، إلا أنه يمكن أن يتم تطوير هذه الروبوتات لتكون لها القدرة على الوصول بالأدوية لمواضع معينة في جسم الإنسان لعلاجها.

ورأى الفريق أنه إن تم تطوير هذه الفكرة، سيكون لها عامل كبير في تسريع شفاء مرضى السرطان والتخلص فورًا من الخلايا السرطانية، عن طريق إرسال مثبطات لهذه الخلايا النشطة، والتأثير فيها فقط، دون الاضطرار لتناول أدوية علاج السرطان التي تؤثر لها آثار جانبية تؤثر على كافة أنحاء الجسم.

روبوت بوزن حبة الرمل

حجم الروبوت مقارنة بالعملة المعدنية

روبوت بوزن حبة الرمل أو يزيد قليلًا، يزن خمسة ميللي غرام فقط، وطوله حوالي مليمترين أي بحجم أصغر نملة في العالم تم الوصول إلى أول شكل له، وهو عبارة عن جسم مربع الشكل، له أرجل صغيرة الحجم تتخذ شكل شعيرات لها القدرة على التشبث، ومصممة بشكل يسمح لها بالانزواء والالتواء أيضًا بسبب الزوايا الداخلية لها.

أول نموذج تم تصميمه من هذا النوع من الروبوتات، يعمل بفعل أي تردد أو اهتزاز عند التحكم به، وذلك بحسب الإمكانيات الحالية، يمكنه الحركة لمسافة أربع أضعاف طوله بالثانية الواحدة، كل ذلك رغم الإمكانيات المحدودة الحالية له، وكما أوضحت الأستاذة  المساعدة (Azadeh Ansari) بجامعة جورجيا في قسم الهندسة الميكانيكية والكيميائية:

“يمكن اتحاد تخصصات متعددة مثل الميكانيك، الفيزياء، البيولوجيا والإلكترونيات لخلق آفاق أوسع وتحسين الروبوتات بشكل أسرع”

آلية عمل الروبوت

يتكون الروبوت من محفز كهربائي بيزو ملتصق به جسم بوليمر تم الحصول عليه عبر الطباعة ثلاثية الأبعاد، يقوم المحرك بتوليد اهتزازات، عن طريق تشغيله من الخارج، بسبب عدم وجود بطاريات صغيرة الحجم لتوضع في الروبوت، أو يمكن التحكم أيضًا في اهتزاز وحركة الروبوت من خلال وضعه على شاشة كهرومغناطيسية، أو الموجات فوق الصوتية، أو حتى بالأصوات العادية مستخدمًا مكبرات الصوت.

يمكنك الإطلاع على الفيديو أدناه لترى كيف يمكن التحكم في حركة الروبوت على كلا الحالتين.

مشغل الفيديو

 

كل روبوت صغير يمكن تصميمه لغرض معين، فمثلًا نوع معين من الروبوتات النموذجية يمكن العمل عليها لتحريك الروبوت صعودًا وهبوطًا، وأخرى يمكن التحكم بها لتحريك الروبوت للأمام، كل ذلك يعتمد على تصميم الأرجل الشعرية للروبوت، يعتمد على طولها، قطرها، سمكها، وهكذا. كذلك فإن سعة الاهتزاز يمكن لها أن تتحكم في سرعة وحركة الروبوت.

هذه الروبوتات صغيرة الحجم مصنوعة عبر الطباعة ثلاثية الأبعاد عن طريق عملية البلمرة بواسطة فوتونين (TPP (two-photon polymerization، وهي تقنية تعمل على بلمرة مادة راتنج مونمر (monomer resin)، بمجرد أن يتم تطوير هذا الجزء كيميائيًا يمكن الاستغناء عن باقي الأجزاء غير الضرورية، متبقيًا فقط الجزء الآلي المطلوب روبوت بوزن حبة الرمل.

جهود العلماء لتطوير الروبوت

حجم الروبوت بالقرب من العدسة

لم ولن يتوقف فريق العمل عن متابعة تطورات الروبوتات صغيرة الحجم، ولذلك قاموا بتوفير ساحة مخصصة للتجارب وتسجيل آخر التطورات البحثية على الروبوتات الصغيرة، لأنهم يرغبون في التحكم في حركة أكبر عدد من الروبوتات في وقت واحد كتحرك سرب من النمل على سطح أرضية ملساء، وما أوصلهم إلى التفكير في هذا الأمر هو نشاط فريق آخر من الباحثين حول إمكانية تطوير روبوتات صغيرة تستخدم المجال المغناطيسي لإنتاج الحركة.

لكن في حالة الرغبة في تحريك سرب من الروبوتات في وقت واحد، فمن الصعب عليهم الآن التحكم في القوى المغناطيسية لكل روبوت على حدة، لكنهم ما زالوا يرغبون في تنفيذ هذا الأمر بشكل حقيقي، إلى جانب رغبتهم في التعلم من هذه التجارب لإنتاج روبوتات لها القدرة على القفز والسباحة أيضًا.

إن الروبوتات التي تم تصنيعها في المختبر يمكنها أن تتحرك وتسير بالشكل الذي يتوقعه العلماء الآن بناءً على آخر تطورات وصلوا إليها، لكن بالطبع لا يمكنهم القيام بأي عمليات دقيقة بعد التجارب الأولى للروبوتات، تمامًا كما الأمر بالنسبة للباحثين عند اختراع علاج جديد لقتل نوع معين من البكتيريا والفيروسات، لن يقوم فريق البحث بالشروع فورًا في إنتاج كميات كبيرة من الدواء قبل تجربته مرات متعددة وعلى مراحل ومعرفة كل النتائج والآثار السلبية المترتبة عليه، والمشاكل التي قد يواجهها عند دخوله جسم الإنسان، وكيف يمكن معالجتها وما إلى ذلك. هكذا الأمر تمامًا في الروبوتات كما أوضح الدكتور المساعد دياغي كيم DeaGyu Kim: “إنه يجب عليهم التطوير من الروبوتات والعمل على تحسينها قبل خروجها للعالم الخارجي”.
وأوضح Kim الذي أشرف على صناعة العديد من الروبوتات الصغيرة وصولًا للشكل المثالي:

 “هناك روبوتات يمكنها أن تسير بأكثر من رجلين أو أربع، فهناك روبوتات لها ستة أرجل”

 

المصدر: