يقوم مهندس التكنولوجيا الحيوية بتصميم الأجهزة الطبية على مقياس النانومتر
جميع الكائنات لديها مشكلة واحدة مشتركة: يجب أن تحصل على العناصر الغذائية وتتخلص من النفايات وفي نفس الوقت تمنع دخول مسببات الأمراض والسموم. يؤمن البشر والفقاريات الأخرى أنفسهم على المستوى الخلوي عن طريق "وصلات محكمة"، وهي مناطق اتصال وثيق جدًا بين الخلايا، والتي لا تسمح للماء بالاختراق. هذه الوصلات الضيقة شائعة في جميع أنسجة الجسم تقريبًا، كما أنها تساعد بشرتنا على أن تكون مقاومة للماء. ولكنها أيضًا تجعل من الصعب جدًا على الأدوية اختراق أنسجة الجسم من العالم الخارجي.
يمكن لأجهزة توصيل الدواء النانوية، بحجم بضع ذرات، أو مجهرية بعرض شعرة الإنسان، أن تخترق مثل هذه الوصلات الضيقة وتتغلب على الآليات الخلوية الأخرى لتوصيل الدواء للمرضى بكفاءة أكبر. على سبيل المثال، قمنا بتطوير ورقة صغيرة على سطحها توجد هياكل خيطية نانوية تميل الخلايا إلى "الإمساك بها". تقوم الورقة بتنشيط العديد من المسارات الكيميائية في الخلايا، مما يغير بنية غشاء الخلية ويخفف من الوصلات الضيقة بين الخلايا. وهذا يسمح للأطباء بتقليل جرعة الأدوية السامة المضادة للسرطان إلى مستويات أقل خطورة أو حقن كميات أكبر من الدواء في منطقة معينة من الجسم. على سبيل المثال، لن يتم غسل الجزيئات التي تحتوي على الأنسولين لعلاج مرض السكري بسرعة من الأمعاء، ولكنها ستكون قادرة على الالتصاق بجدار الأمعاء وإطلاق الأنسولين بمرور الوقت.
نعمل على تطوير جهاز لعلاج الضمور البقعي الذي يسبب العمى لدى كبار السن إذا ترك دون علاج. اليوم، يتعين على المرضى الذهاب إلى الطبيب مرة واحدة في الشهر لحقن الدواء في أعينهم. وفي المقابل، فإن حقنة واحدة مرة كل ستة أشهر تكفي لحقن جهازنا النانوي في العين. سوف تلتصق الجسيمات بالجزء الخلفي من العين، وتطلق الدواء ببطء ومع مرور الوقت من خلال ثقوب صغيرة، وتذوب بعد إفراغها.
في المستقبل سنكون قادرين على رؤية جزيئات ذات أجزاء نانوية ستكون قادرة على التركيز على مواقع معينة في الجسم وستعمل أيضًا على تحسين امتصاص الأدوية عن طريق فتح الوصلات الضيقة بين الخلايا.
