வடிவ-மார்ஃபிங் மைக்ரோபோட்டுகள் புற்றுநோய் செல்களுக்கு மருந்துகளை வழங்குதல்

கீமோதெரபி பல வகையான புற்றுநோய்களுக்கு வெற்றிகரமாக சிகிச்சையளிக்கிறது. ஆனால், பக்க விளைவுகள் உடலின் மற்ற பகுதிகளிலும் அழிவை ஏற்படுத்தும். புற்றுநோய் செல்களுக்கு நேரடியாக மருந்துகளை வழங்குவது இந்த விரும்பத்தகாத அறிகுறிகளைக் குறைக்க உதவும். இந்த ​​கருத்துக்கு ஆதாரமாக ஆய்வில், ACS நானோவில் அறிக்கையிடும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மீன் வடிவ மைக்ரோபோட்களை உருவாக்கியுள்ளனர். அவை புற்றுநோய் செல்களுக்கு காந்தங்கள் மூலம் வழிநடத்தப்படுகின்றன. அங்கு pH மாற்றம் அவர்களின் வாயைத் திறந்து அவற்றின் கீமோதெரபியை வெளியிடத் தூண்டுகிறது.

விஞ்ஞானிகள் முன்னர் மைக்ரோஸ்கேல் (100µm-க்கும் குறைவான) ரோபோக்களை உருவாக்கினர். அவற்றால் சிறிய பொருட்களை எளிதில் கையாள முடியும். ஆனால் மருந்துகளை வெளியிடுவது போன்ற சிக்கலான பணிகளைச் செய்ய அவற்றின் வடிவங்களை மாற்றுவது கடினம். சில குழுக்கள் 4D-அச்சிடப்பட்ட பொருட்களை உருவாக்கியுள்ளன (சில தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் வடிவத்தை மாற்றும் 3D-அச்சிடப்பட்ட சாதனங்கள்), ஆனால் அவை பொதுவாக எளிய செயல்களை மட்டுமே செய்கின்றன. மேலும் அவற்றின் இயக்கத்தை தொலைவிலிருந்து கட்டுப்படுத்த முடியாது. இந்த சாதனங்களுக்கான பயோமெடிக்கல் பயன்பாடுகளை நோக்கிய ஒரு படியில், ஜியாவென் லி, லி ஜாங், டோங் வு மற்றும் சகாக்கள் வடிவ-மார்ஃபிங் மைக்ரோரோபோட்களை உருவாக்க விரும்பினர், அவை சிகிச்சைகளை வழங்க குறிப்பிட்ட தளங்களுக்கு காந்தங்களால் வழிநடத்தப்படும். அமில நுண்ணிய சூழலில் கட்டிகள் இருப்பதால், குறைக்கப்பட்ட pH க்கு பதிலளிக்கும் விதமாக மைக்ரோபோட்களின் வடிவத்தை மாற்ற குழு முடிவு செய்தது.

எனவே, ஆராய்ச்சியாளர்கள் 4D அச்சிடப்பட்ட மைக்ரோரோபோட்களை நண்டு, பட்டாம்பூச்சி அல்லது மீன் வடிவத்தில் pH-பதிலளிக்கும் ஹைட்ரஜலைப் பயன்படுத்தி நண்டின் நகங்களின் விளிம்புகள் அல்லது பட்டாம்பூச்சியின் இறக்கைகள் போன்ற வடிவத்தின் சில பகுதிகளில் பிரிண்டிங் அடர்த்தியை சரிசெய்வதன் மூலம், குழு pH-பதிலளிக்கும் வடிவ மார்ஃபிங்கை குறியாக்கம் செய்தது. பின்னர், இரும்பு ஆக்சைடு நானோ துகள்களின் இடைநீக்கத்தில் வைத்து மைக்ரோரோபோட்களை காந்தமாக்கினார்கள்.

பல சோதனைகளில் மைக்ரோரோபோட்களின் பல்வேறு திறன்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிரூபித்தனர். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு மீன் வடிவ மைக்ரோரோபோட் திறக்கும் மற்றும் மூடப்படும் “வாய்” ஒரு அமைப்பு இருந்தது. ஒரு பெட்ரி டிஷின் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியில் புற்றுநோய் செல்களை அடைய உருவகப்படுத்தப்பட்ட இரத்த நாளங்கள் மூலம் மீன்களை வழிநடத்த முடியும் என்று குழு காட்டியது. அவர்கள் சுற்றியுள்ள கரைசலின் pH ஐக் குறைத்தபோது, ​​​​மீன் ஒரு கீமோதெரபி மருந்தை வெளியிட அதன் வாயைத் திறந்தது, இது அருகிலுள்ள செல்களைக் கொன்றது. இந்த ஆய்வு கருத்துக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய ஆதாரம் என்றாலும், உண்மையான இரத்த நாளங்களுக்கு செல்ல மைக்ரோரோபோட்களை இன்னும் சிறியதாக மாற்ற வேண்டும், மேலும் உடலில் அவற்றின் இயக்கங்களைக் கண்காணிக்க பொருத்தமான இமேஜிங் முறையை அடையாளம் காண வேண்டும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறுகின்றனர்.

References:

• Xin, C., Jin, D., Hu, Y., Yang, L., Li, R., Wang, L., & Chu, J. (2021). Environmentally Adaptive Shape-Morphing Microrobots for Localized Cancer Cell Treatment. ACS nano.
• Darmawan, B. A., Lee, S. B., Go, G., Nguyen, K. T., Lee, H. S., Nan, M., & Choi, E. (2020). Self-folded microrobot for active drug delivery and rapid ultrasound-triggered drug release. Sensors and Actuators B: Chemical, 324, 128752.
• Nguyen, K. T., Go, G., Jin, Z., Darmawan, B. A., Yoo, A., Kim, S., … & Choi, E. (2021). A Magnetically Guided Self‐Rolled Microrobot for Targeted Drug Delivery, Real‐Time X‐Ray Imaging, and Microrobot Retrieval. Advanced Healthcare Materials, 10(6), 2001681.
• Wang, B., Chan, K. F., Yuan, K., Wang, Q., Xia, X., Yang, L., … & Zhang, L. (2021). Endoscopy-assisted magnetic navigation of biohybrid soft microrobots with rapid endoluminal delivery and imaging. Science Robotics, 6(52), eabd2813.