Νανορομπότ κατά βακτηριακών λοιμώξεων

Επιστήμονες στις ΗΠΑ χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά μικροσκοπικά αυτόνομα ρομπότ για να θεραπεύσουν βακτηριακές λοιμώξεις στο στομάχι.

Τα νανο-οχήματα, το καθένα περίπου όσο το μισό πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας, εισέρχονται στο στομάχι από το στόμα και κολυμπούν μέσα στα γαστρικά οξέα, απελευθερώνοντας τα αντιβιοτικά που περιέχουν.

Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, με επικεφαλής τους καθηγητές Νανομηχανικής Τζόεφ Γουάνγκ και Λιανγκφάνγκ Ζανγκ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Nature Communications.

Η νέα τεχνολογία μπορεί να αποτελέσει μια εναλλακτική μέθοδο για τη θεραπεία των παθήσεων του στομάχου, όπως λοιμώξεων και ελκών. Τα γαστρικά οξέα συχνά καταστρέφουν τα φάρμακα (αντιβιοτικά κ.ά.) που χορηγούνται από το στόμα, γι’ αυτό οι ασθενείς αναγκάζονται να παίρνουν παράλληλα άλλα φάρμακα (τους αναστολείς αντλίας πρωτονίων), που όμως μπορεί να έχουν παρενέργειες ύστερα από μακρόχρονη χρήση.

Οι νέες φαρμακευτικές νανομηχανές –που καθιστούν περιττούς τους αναστολείς αντλίας πρωτονίων– διαθέτουν έναν ενσωματωμένο μηχανισμό, ο οποίος μπορεί να εξουδετερώσει τα γαστρικά οξέα και έτσι να είναι αποτελεσματικά τα φάρμακα που απελευθερώνονται μέσα στο στομάχι.

Κάθε νανομηχανή αποτελείται από ένα σφαιρικό πυρήνα από μαγνήσιο, επικαλυμμένο από ένα εσωτερικό προστατευτικό στρώμα από διοξείδιο του τιτανίου, ένα μεσαίο στρώμα του αντιβιοτικού κλαριθρομυκίνη και ένα εξωτερικό στρώμα από ένα θετικά φορτισμένο πολυμερές, που επιτρέπει στο «όχημα» να προσκολλάται στα τοιχώματα του στομάχου. Οι νανομηχανές προωθούνται χρησιμοποιώντας τα ίδια τα οξέα του στομαχιού. Ο πυρήνας μαγνησίου αντιδρά με το γαστρικό οξύ, δημιουργώντας ένα ρεύμα μικροφυσαλίδων υδρογόνου, που προωθούν τις «προπέλες» των νανομηχανών μέσα στο στομάχι.

Με παρόμοιο τρόπο, η νανομηχανή μειώνει προσωρινά την οξύτητα του στομαχιού, αυξάνοντας το επίπεδο του pH αρκετά, ώστε να απελευθερώνεται με ασφάλεια το φάρμακο. Το φυσιολογικό pH του στομαχιού αποκαθίσταται σε περίπου 24 ώρες. Οι νανομηχανές είναι φτιαγμένες σε μεγάλο βαθμό από βιοδιασπώμενα υλικά, που διαλύονται μέσα στο στομάχι χωρίς επιβλαβή κατάλοιπα.