Hassas ilaç dağıtımı vaadiyle uzun süredir tıp dünyasının gündeminde olan mikrorobot teknolojilerinde, ‘uygulanabilirlik’ sorununu aşan yeni bir adım atıldı. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü (Caltech) ve Güney Kaliforniya Üniversitesi (USC) araştırmacıları, karmaşık ve pahalı mikrorobot tasarımlarını en basit forma, yani bir ‘baloncuğa’ indirgeyerek devrim niteliğinde bir çözüm üretti.
Geliştirilen enzimle çalışan mikrobaloncuk robotlar; tümörlere doğru ilerleyebiliyor, kanser ilaçlarını taşıyabiliyor ve ultrason dalgaları kullanılarak ilacı istenilen noktada serbest bırakabiliyor.
MALİYET DÜŞÜYOR, ÜRETİM HIZLANIYOR
Önceki mikrorobot tasarımları genellikle 3D baskı, hidrojel kabuklar ve temiz oda üretimi gibi yüksek maliyetli süreçlere dayanıyordu. Yeni nesil robotlar ise tamamen protein kabuklu mikrobaloncuklardan oluşuyor. Tıbbi görüntülemede halihazırda kullanılan ve biyolojik uyumluluğu kanıtlanmış olan bu baloncuklar, ultrasonik çalkalama yöntemiyle binlerce adet ve düşük maliyetle üretilebiliyor.
Caltech Tıp Mühendisliği Profesörü Wei Gao, yaklaşımı şu sözlerle özetledi: "Bunu daha da basitleştirip, baloncuğun kendisini bir robot haline getirsek nasıl olur diye düşündük. Baloncukları kolayca üretebiliyoruz ve biyolojik olarak uyumlu olduklarını biliyoruz."
ÜRE İLE ÇALIŞAN DOĞAL MOTOR
Araştırmacılar, protein kabuklarının yüzeyini kimyasal olarak değiştirerek enzimler ve ilaçlar ekledi. Robotun hareket kabiliyeti, yüzeye bağlanan ‘üreaz’ enzimi sayesinde sağlanıyor. Vücuttaki üre ile reaksiyona giren bu enzim, kimyasal bir itme kuvveti oluşturarak baloncuğu ileri doğru hareket ettiriyor.
Ekip, iki farklı versiyon geliştirdi:
ULTRASONLA 'PATLAT VE TEDAVİ ET'
Baloncuk robotlarının en kritik özelliği, hedefe ulaştıklarında devreye giriyor. Odaklanmış ultrason dalgaları gönderildiğinde baloncuklar patlatılıyor. Bu ani çökme (patlama) etkisi, ilaç yükünü serbest bırakmakla kalmıyor, aynı zamanda mekanik bir etki yaratarak ilacın tümörün derinliklerine nüfuz etmesini sağlıyor.
Mesane kanseri üzerine yapılan fare deneylerinde, bu yöntemin sadece ilaçla yapılan tedaviye kıyasla, 21 gün içinde tümör ağırlığında yüzde 60'lık bir azalma sağladığı raporlandı.
Çalışmanın baş yazarı Songsong Tang, platformun başarısını, "Basit, ancak terapi için ihtiyacınız olan her şeyi entegre ediyor: Biyolojik uyumluluk, kontrol edilebilir hareket, görüntüleme rehberliği ve isteğe bağlı ilaç salınımı" sözleriyle vurguladı.
