Manchester araştırmacıları, insan vücudu içinde eşi benzeri görülmemiş bir hassasiyetle kanser ilacı iletebilen minyatür, salyangozdan ilham alan yumuşak robotlar geliştirmek için UKRI’den yaklaşık 1 milyon sterlin fon aldı.
Mevcut ilaç dağıtım yöntemleri, tedavileri doğrudan tümör bölgesine yönlendirmekte zorlanıyor. Bu durum vücudun diğer bölgelerinde istenmeyen yan etkilere yol açıyor. Manchester’ın robotları, tedavileri sadece ihtiyaç duyulan yere ulaştırarak bölgeye özgü yüksek hassasiyet sağlamayı hedefliyor.
Robotların kendilerini kötü huylu dokulara güvenilir bir şekilde sabitlemesi ve tedavi yüklerini kontrollü bir şekilde serbest bırakmasıyla, tümör bölgelerindeki ilacın biyoyararlanımını artırması, hedef dışı toksisiteyi önemli ölçüde azaltması ve hasta sonuçlarını iyileştirmesi bekleniyor.
UKRI’nin disiplinleri aşan yeni araştırmaları destekleyen Cross Research Council Responsive Mode (CRCRM) şeması aracılığıyla finanse edilen proje, doğrudan tümör bölgelerinde hedefli ilaç salınımı sağlayarak kolorektal kanser tedavisini dönüştürmeyi amaçlıyor.
Salyangoz ve sümüklü böceklerin yavaş, kontrollü ve son derece uyumlu hareketlerinden ilham alan araştırma ekibi, gastrointestinal sistemde olağanüstü bir doğrulukla gezinebilen minyatür robotlar tasarlamak için bu hayvanların ritmik kas dalgaları ve yapışkan mukusla beslenen benzersiz mukus temelli hareketini taklit ediyor.
Salyangoz hareketi evrimsel biyologların ve robotikçilerin uzun zamandır ilgisini çekse de biyomekaniği hala yeterince araştırılmamış durumda. Bu proje, salyangoz hareketi, mukus etkileşimleri ve ayak tetiklemesi üzerine ilk yüksek çözünürlüklü deneysel veri setlerini oluşturarak ekibin gelişmiş dijital simülasyonlar ve makine öğrenmesi temelli kontrol sistemleri inşa etmesini sağlayacak.
Söz konusu biyolojik öngörüler, moleküler düzeyde hassas bir şekilde ayarlanabilen peptid bazlı bionanomalzemelerden inşa edilen yeni bir biyouyumlu yumuşak robot sınıfının tasarımına temel oluşturacak. Manyetik alanlar gibi zararsız dış tetikleyicilere yanıt verecek şekilde tasarlanan malzemeler, vücuda girdikten sonra robotik cihazların invaziv olmayan, uzaktan kontrol edilmesini sağlayacak.
Proje ayrıca biyomekanik, robotik, bionanomalzemeler ve kanser biyolojisini entegre eden çok ölçekli bir dijital ikiz simülasyon çerçevesi oluşturacak. Bu sanal test ortamı tasarım optimizasyonunu hızlandıracak, laboratuvar maliyetlerini azaltacak ve araştırmacıların klinik uygulamadan önce robot-doku etkileşimlerini modellemesine olanak tanıyacak.
Birincil hedef kolorektal kanser tedavisinde ilerleme sağlamak olsa da teknolojinin onkolojinin çok ötesinde potansiyel uygulamaları bulunuyor. Yumuşak robotlar kapsül endoskopisine alternatif olabilir, çevresel ve endüstriyel mikrorobotik için yeni çözümler sunabilir; boru hattı denetiminden sürdürülebilir tarım-gıda sistemlerine kadar karmaşık ortamlarda daha güvenli operasyonlar sağlayabilir.
Kaynak: http://manchester.ac.uk/about/news/snail-inspired-soft-robots-to-transform-precision-drug-delivery-in-bowel-cancer/
