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将药物直接送入眼睛的纳米机器人

工程技术将药物直接送入眼睛的纳米机器人

纳米机器人首次被设计成可以将药物直接输送到眼睛中而不会造成伤害。

纳米机器人 技术是科学家们关注的焦点中心的一项最新技术,用于治疗多种疾病。 疾病. 纳米机器人(也称为纳米机器人)是由纳米级组件制成的微型设备,尺寸为 0.1-10 微米。 纳米机器人具有以非常有针对性和精确的方式将药物输送到人体中的潜力。 纳米机器人的设计或工程方式使其仅被“吸引”到患病细胞,因此它们可以对这些细胞进行靶向或直接治疗,而不会对健康细胞造成任何损害。 通常,对于大多数疾病,这种靶向药物递送可能不是必需的,但对于糖尿病或癌症等复杂疾病,它可能非常有益。

眼部视网膜疾病

眼部疾病的治疗通常旨在减少眼部炎症、修复外伤以及保护或改善视力。 健康的视网膜——眼睛后部的薄层组织——对于良好的视力至关重要。 我们的视网膜由数百万个光敏细胞(称为视杆细胞和视锥细胞)和神经纤维/细胞组成,它们允许进入眼睛的光转化为电脉冲到达大脑。 这就是我们的眼睛接收和处理视觉信息并通过视神经发送到大脑的方式。 整个过程启用视觉并控制我们如何看待图像。 眼睛的视网膜疾病会影响视网膜的任何部分。 对于某些视网膜疾病,可用的治疗形式很少,但它们非常复杂。 任何治疗的目的都是完全停止或减缓眼病并保护视力(保持、改善或恢复视力)。 尽早发现视网膜问题至关重要,因为这种损害是不可逆转的。 如果不及时治疗,某些视网膜疾病会导致视力下降或 失明.

治疗影响视网膜的疾病极其困难,因为通过眼睛中存在的致密生物组织输送靶向药物非常具有挑战性。 虽然眼部组织主要由水组成,但它们由粘性眼球和致密的分子网络(透明质酸和胶原蛋白)组成,颗粒不易穿透,因为它们都是非常强大的屏障。 将靶向药物输送到眼睛需要非常高的精度。 这就是用于将药物递送至眼睛的传统方法主要依赖于分子的随机和被动扩散并且这些方法不适用于将药物递送至眼后部的原因。

纳米机器人治疗视网膜疾病

斯图加特马克斯普朗克智能系统研究所的研究人员和一个团队开发了纳米机器人(“车辆”),这是第一次可以穿过致密的眼组织。 这些纳米机器人是使用基于真空的技术制造的,其中硅基纳米颗粒在晶片上形成图案,然后以特定角度放置在真空室中,同时沉积硅材料,如铁或镍。 小角度造成的阴影确保材料只沉积在纳米粒子上,然后呈现螺旋桨结构。 这些纳米机器人宽约 500 纳米,长约 2 微米,具有磁性,形状像微型螺旋桨。 这个尺寸比一根人类头发的直径小约 200 倍。 然后,纳米机器人在外部涂上一层不粘的生物液体层,以防止纳米机器人在其导航时与眼组织中的生物蛋白质网络之间发生任何粘附。 纳米机器人的最佳尺寸可确保它们滑过生物聚合物网络的网格,而不会损坏敏感的眼部组织。 这些惊人的纳米机器人可以装载药物或药物,可以逐厘米导航,并通过实时使用磁场瞄准眼睛中的特定区域。

科学家们使用针头将数千个纳米机器人注射到猪眼中,并施加磁场恰到好处地将纳米机器人推向眼睛的视网膜,从注射开始的总持续时间为 30 分钟。 他们使用常用于诊断眼病的成像技术不断监测纳米机器人的路径。 这种技术是独一无二的,而且是微创的。 尽管到目前为止它仅在模型系统或流体中显示。 科学家们希望在不久的将来,这项技术将用于为纳米机器人加载适当的疗法,它们将到达人体无法到达的其他软致密组织。 纳米医学领域——使用纳米机器人进行治疗——在过去几年中受到了很多关注,并且正在开发许多不同类型的纳米机器人,其中一些使用 3D 制造工艺。 有趣的是,通过在高真空条件下将二氧化硅和其他材料(如铁)蒸发到硅晶片上,可以在几个小时内开发出近 XNUMX 亿个纳米机器人。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

志光 W 等。 2018. 一群滑溜溜的微型螺旋桨穿透眼睛的玻璃体。 科学进展. 4(11)。 https://doi.org/10.1126/sciadv.aat4388

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赛欧团队
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