ربات‌های سلولی: انقلاب درمان در مقیاس نانو

تصور کن ربات‌هایی کوچک‌تر از سلول‌های بدن، در جریان خون حرکت کنند، سلول‌های آسیب‌دیده را ترمیم کنند و بیماری‌ها را از ریشه درمان کنند. نانوربات‌های پزشکی دقیقاً چنین وعده‌ای می‌دهند و آینده‌ی درمان را تغییر خواهند داد.

نانوربات‌ها ربات‌هایی فوق‌العاده کوچک هستند، آن‌قدر کوچک که می‌توانند در میان سلول‌های بدن حرکت کنند و به دقیق‌ترین نقاط برسند. هدف آن‌ها این است که بتوانند سلول‌های آسیب‌دیده را ترمیم کنند، داروها را دقیقاً به محل نیاز بدن برسانند و فرآیند درمان را از داخل بدن انجام دهند. این ربات‌های میکروسکوپی ترکیبی از نانوتکنولوژی، مهندسی زیستی، پزشکی و هوش مصنوعی هستند و می‌توانند به شکل هوشمند با سلول‌ها و بافت‌ها تعامل داشته باشند.

ساختار نانوربات‌ها طوری طراحی شده که با بدن سازگار باشند و سیستم ایمنی آن‌ها را به عنوان عامل خارجی شناسایی نکند. هر نانوربات معمولاً شامل حسگرهایی است که توانایی تشخیص سلول‌های سالم و آسیب‌دیده، سطح مواد شیمیایی خون و شرایط محیطی را دارند. آن‌ها همچنین دارای بخش پردازشی هستند که تصمیم می‌گیرد چه کاری انجام شود و واحد حرکتی دارند که می‌تواند با واکنش‌های شیمیایی یا میدان‌های مغناطیسی حرکت کند. انرژی نانوربات‌ها معمولاً از منابع طبیعی بدن مانند گلوکز و اکسیژن تأمین می‌شود و واحد ارتباطی آن‌ها امکان تبادل اطلاعات با پزشکان یا سیستم‌های کنترل خارجی را فراهم می‌کند.

نانوربات‌ها می‌توانند سلول‌های آسیب‌دیده را از روش‌های مختلف ترمیم کنند. آن‌ها می‌توانند دیواره‌ی سلول‌ها را بازسازی کنند، DNA آسیب‌دیده را اصلاح نمایند و یا تقسیم سلولی را تحریک کنند تا بافت‌ها رشد کنند. همچنین قادرند مواد زائد و سموم را از محیط سلولی پاک کنند. تصور کن بعد از یک سکته قلبی، میلیون‌ها نانوربات در ناحیه‌ی آسیب‌دیده حرکت می‌کنند، سلول‌های مرده را پاک می‌کنند و رشد سلول‌های سالم را تحریک می‌کنند. در مغز نیز می‌توانند اتصالات عصبی را ترمیم کنند و به درمان بیماری‌هایی مانند پارکینسون یا آلزایمر کمک کنند.

برای هدایت این نانوربات‌ها، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد. آن‌ها می‌توانند به صورت خودکار مسیر درست را پیدا کنند یا توسط پزشکان از بیرون هدایت شوند. میدان‌های مغناطیسی، سیگنال‌های نوری و صوتی و همچنین هوش مصنوعی کمک می‌کنند تا نانوربات‌ها به هدف خود برسند و عملکرد دقیقی داشته باشند. هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های زیستی بدن مسیر حرکت و روش درمان هر ربات را به صورت لحظه‌ای مشخص می‌کند و می‌تواند میلیون‌ها ربات را هماهنگ کند.

مزایای نانوربات‌ها بسیار گسترده است. آن‌ها قادرند داروها را فقط به سلول‌های بیمار برسانند و از آسیب به سلول‌های سالم جلوگیری کنند، رگ‌های خونی را پاکسازی کنند و از سکته‌های قلبی و مغزی پیشگیری نمایند، جراحی‌های بدون زخم و خونریزی انجام دهند و زخم‌ها و بافت‌های آسیب‌دیده را در زمان کوتاه بازسازی کنند. با وجود این، چالش‌های مهمی هم وجود دارد. ساخت ربات‌هایی کوچک با انرژی کافی و قابلیت حرکت طولانی، حفظ پایداری آن‌ها در بدن بدون واکنش سیستم ایمنی، کنترل و امنیت اخلاقی و هزینه بالای تولید از مهم‌ترین محدودیت‌ها هستند. با این حال، پژوهش‌ها در دانشگاه‌ها و مؤسسات پیشرفته دنیا ادامه دارد و پیش‌بینی می‌شود که در ده تا بیست سال آینده نانوربات‌های پزشکی وارد استفاده‌ی بالینی در انسان شوند.