शोधकर्ताओं ने एक बबल माइक्रोरोबोट विकसित किया है जो छोटे, जटिल मस्तिष्क रक्त वाहिकाओं के माध्यम से मार्गदर्शन करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करता है। "माइक्रोव्हीकल" का चूहों पर सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है और यह मस्तिष्क कैंसर और स्ट्रोक जैसी स्थितियों के इलाज के लिए दवाओं को सटीक रूप से वितरित करने का एक साधन बन सकता है।
हमारे मस्तिष्क में 404 मील (650 किलोमीटर) से अधिक रक्त वाहिकाएँ होती हैं। नैनोटेक्नोलॉजी में प्रगति ने छोटे रोबोटों के विकास को सक्षम किया है जो छोटे, जटिल रास्तों के माध्यम से पहले दुर्गम क्षेत्रों में नेविगेट कर सकते हैं, सटीक दवा वितरण प्रदान कर सकते हैं और न्यूनतम आक्रामक सर्जरी कर सकते हैं।
संवहनी नेटवर्क की जटिलता और रक्त प्रवाह के दबाव को देखते हुए, माइक्रोरोबोट्स को निर्देशित करने की एक विधि की आवश्यकता है। मस्तिष्क में रक्त वाहिकाओं के माध्यम से माइक्रोरोबोट का मार्गदर्शन करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग सटीक हेरफेर की अनुमति देता है, लेकिन क्योंकि माइक्रोरोबोट चुंबकीय होना चाहिए, इससे उनकी बायोडिग्रेडेबिलिटी सीमित हो जाती है।
अब, ईटीएच ज्यूरिख, ज्यूरिख विश्वविद्यालय और यूनिवर्सिटी अस्पताल ज्यूरिख के शोधकर्ताओं ने माइक्रोकैरियर विकसित करने के लिए सहयोग किया है - लिपिड से लेपित गैस से भरे माइक्रोबबल्स - जो माउस मस्तिष्क की संकीर्ण और जटिल रक्त वाहिकाओं को नेविगेट करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर सकते हैं।
अध्ययन के संबंधित लेखकों में से एक डैनियल अहमद ने कहा: "चिकित्सा क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने के अलावा, अल्ट्रासाउंड सुरक्षित भी है और मानव शरीर में गहराई तक प्रवेश कर सकता है।"
ये छोटे, चिकने, गैस से भरे माइक्रोबबल्स 1.1 और 1.4 माइक्रोन व्यास के बीच होते हैं और वर्तमान में अल्ट्रासाउंड इमेजिंग में उपयोग किए जाने वाले फ्लोरोसेंट कंट्रास्ट एजेंट से बने होते हैं। समय के साथ, वे शरीर में घुल जाते हैं और उनके लिपिड खोल जैविक कोशिका झिल्ली के समान सामग्री से बने होते हैं।
डेलकैम्पो फोंसेका एट अल द्वारा वास्तविक समय ऑप्टिकल इमेजिंग अनुसंधान के साथ संयुक्त ध्वनिक माइक्रोरोबोट नेविगेशन। पाया गया कि माइक्रोरोबोट लंबे समय तक शरीर में घुल सकता है, और इसका लिपिड खोल जैविक कोशिका झिल्ली के समान सामग्री से बना होता है।
शोधकर्ताओं ने सूक्ष्म बुलबुले को चूहों में इंजेक्ट किया और उन्हें जानवरों के रक्त में प्रसारित होने दिया। माइक्रोस्कोप रोबोट की वास्तविक समय में इमेजिंग करने में सक्षम बनाता है। शोधकर्ताओं ने चूहों के सिर के बाहर चार अल्ट्रासाउंड सेंसर लगाए और पाया कि माइक्रोरोबोट स्वयं झुंड में एकत्रित होकर और मस्तिष्क की रक्त वाहिकाओं के साथ नेविगेट करके ध्वनि तरंगों पर प्रतिक्रिया करते हैं।
रोबोट प्रत्येक सेंसर के आउटपुट को 1.5 माइक्रोन/सेकंड तक की गति पर समायोजित करके निर्देशित होते हैं और 10 मिमी/सेकंड तक रक्त प्रवाह वेग के साथ विपरीत दिशाओं में सफलतापूर्वक चलते हैं। नतीजे बताते हैं कि ध्वनिक माइक्रोमैनिप्युलेटर विवो में शारीरिक स्थितियों के तहत काम कर सकता है। शोधकर्ताओं ने अल्ट्रासाउंड ड्राइविंग के बाद मस्तिष्क के ऊतकों का विश्लेषण किया और पाया कि माइक्रोरोबोट ने न तो रक्त वाहिकाओं की आंतरिक दीवारों को नुकसान पहुंचाया और न ही तंत्रिका कोशिका की मृत्यु का कारण बना।
पहले से ही उपयोग में आने वाले पदार्थ से सूक्ष्म बुलबुले बनाने के अपने फायदे हैं। अहमद ने कहा, "चूंकि ये बुलबुले, या वेसिकल्स, पहले से ही मानव उपयोग के लिए स्वीकृत हैं, इसलिए हमारी तकनीक को वर्तमान में विकास में मौजूद अन्य प्रकार के माइक्रोकैरियर्स की तुलना में मानव उपचार के लिए अधिक तेजी से मंजूरी मिलने की संभावना है।"
अब जब उन्होंने प्रदर्शित कर दिया है कि उनका माइक्रोरोबोट चूहों के मस्तिष्क की रक्त वाहिकाओं को नेविगेट कर सकता है, तो शोधकर्ताओं के लिए अगला कदम माइक्रोबबल शेल के बाहर दवा के अणुओं को जोड़ना है। सफल होने पर, अल्ट्रासाउंड-सक्रिय माइक्रोकैरियर का उपयोग संभावित रूप से कैंसर, स्ट्रोक और मानसिक बीमारी के इलाज के लिए किया जा सकता है।
यह शोध नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।