Biohybrid microrobots, which combine the motility of natural micro-organisms with the multifunctionality of synthetic components, are being studied as an alternative to purely synthetic microrobots. Designs based on biocompatible and deformable materials serve as novel platforms for use vivo میںبائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کے لیے مائیکرو روبوٹ کی صلاحیت کو بڑھانا۔ میں ایک حالیہ تحقیق میں رپورٹ کیا گیا ہے قدرتی مواد، محققین پھیپھڑوں کی بیماری کے علاج کے لیے اینٹی بائیوٹکس کی فعال ترسیل کے لیے ایک بائیو انسپائرڈ مائیکرو روبوٹ پلیٹ فارم کی وضاحت کرتے ہیں جو نینو پارٹیکل میں ترمیم شدہ طحالب پر مشتمل ہوتا ہے۔
میں نینو انجینئرز UC سان ڈیاگو جیکبس سکول آف انجینئرنگ ترمیم شدہ مائکروالجی، ایک قدرتی جاندار، اپنی سطح کو منشیات سے لدے پولیمر نینو پارٹیکلز (NPs) سے ڈھانپ کر جو نیوٹروفیلز (ایک قسم کے سفید خون کے خلیے) کی جھلیوں کے ساتھ لیپت ہوتے ہیں۔ محققین نے اپنے نئے ڈیزائن کو "algae-NP-robot" کا نام دیا۔
کام کی لیبز کے درمیان مشترکہ کوشش ہے۔ جوزف وانگمائیکرو اور نانوروبوٹکس ریسرچ میں ماہر، اور لیانگ فانگ ژانگجس کی مہارت انفیکشن اور دیگر بیماریوں کے علاج کے لیے سیل کی نقل کرنے والے نینو پارٹیکلز تیار کرنے میں مضمر ہے۔ محققین نے سب سے پہلے طحالب-NP-روبوٹ کی جانچ کرنے کا انتخاب کیا۔ vivo میں بیکٹیریل پھیپھڑوں کے انفیکشن کے علاج کے لیے اینٹی بائیوٹک کی ترسیل۔
محققین نے کلک کیمسٹری کا استعمال کرتے ہوئے طحالب میں ترمیم کی (جس نے کیمسٹری کا 2022 کا نوبل انعام جیتا تھا۔اینٹی بائیوٹک سے بھری ہوئی پولیمر NPs کے ساتھ الگل سطح کو جوڑنا۔ اس کے بعد، انہوں نے طحالب-NP-روبوٹ کو براہ راست بیکٹریا نمونیا والے چوہوں کے پھیپھڑوں میں داخل کیا، ٹریچیا میں ڈالی گئی ایک ٹیوب کے ذریعے۔
طحالب پھیپھڑوں میں تیراکی کی حرکت فراہم کرتا ہے، جس سے مائیکرو روبوٹ گھوم سکتے ہیں اور جانوروں کے پھیپھڑوں میں موجود بیکٹیریا کو براہ راست اینٹی بائیوٹکس پہنچاتے ہیں۔ طحالب-NP-روبوٹس نے نمونیا پیدا کرنے والے بیکٹیریا کو بحفاظت ختم کر دیا، تمام علاج شدہ چوہے پچھلے 30 دنوں تک زندہ رہے۔ اس کے برعکس، علاج نہ کیے جانے والے چوہے تین دن کے اندر مر گئے۔ ٹیم نے نوٹ کیا کہ مائیکرو روبوٹ کے ساتھ علاج خون کے دھارے میں اینٹی بائیوٹک کے انجیکشن سے زیادہ موثر تھا۔
مائیکرو روبوٹ کی سطح پر نیوٹروفیلز کی موجودگی چوہوں کے پھیپھڑوں میں بیکٹیریا کے ساتھ ساتھ جانوروں کے مدافعتی نظام کے ذریعے پیدا ہونے والے سوزشی مالیکیولز کو بے اثر کرنے میں مدد کرتی ہے۔ ڈیلیوری کا یہ طریقہ، زندہ الجی مائیکرو روبوٹس کا استعمال کرتے ہوئے، میکروفیجز (ایک اور قسم کے سفید خون کے خلیے) کے ذریعے پھاگوسیٹوسس کو مؤثر طریقے سے روکتا ہے اور متاثرہ پھیپھڑوں کے اندر الجی-این پی-روبوٹس کی برقراری کو طول دیتا ہے۔ یہ ایک اہم کامیابی ہے کیونکہ میکروفیجز مدافعتی نظام کے اندر کسی بھی غیر ملکی مادے کو گھسنا اور ہضم کرنا پسند کرتے ہیں۔
کلیئرنس میکانزم میں مزید بصیرت حاصل کرنے کے لیے، محققین نے مصنوعی پھیپھڑوں کے سیال میں طحالب-NP-روبوٹس کی حرکت اور کارگو لے جانے والے رویے کا مطالعہ کیا۔ کے ساتھ مل کر نقلی مطالعہ vivo میں منشیات کی فراہمی پلیٹ فارم کی منشیات سے لدی طحالب-NP-روبوٹس کے ساتھ محفوظ طریقے سے علاج کی افادیت فراہم کرنے کی صلاحیت کو اجاگر کرتی ہے۔
بیکٹیریا پر مبنی مائیکرو روبوٹ کینسر کی دوائیوں کی ترسیل کے امکانات کو ظاہر کرتے ہیں۔
"IV انجیکشن کے ساتھ، بعض اوقات اینٹی بائیوٹکس کا صرف ایک بہت ہی چھوٹا حصہ پھیپھڑوں میں داخل ہوتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ نمونیا کے بہت سے موجودہ اینٹی بائیوٹک علاج ضرورت کے مطابق کام نہیں کرتے، جس کی وجہ سے بیمار مریضوں میں شرح اموات بہت زیادہ ہوتی ہے،'' شریک مصنف کہتے ہیں۔ وکٹر نزیٹ.
This research is still at the proof-of-concept stage. Future steps involve understanding the mechanisms underlying the interaction of microrobots with the immune system. However, Zhang believes that the new design will push the boundaries in the field of targeted drug delivery.
