اسپرم‌های کوچک و انعطاف‌پذیر انسان در حال ترقی یک فناوری پیشرفته می باشند.

به نقل از آی‌ای، محققان مرکز TechMed در دانشگاه توئنته(Twente)، اسپرم‌های چابک و سریع شناگر را به میکروربات‌های کوچک و قابل کنترل با میدان مغناطیسی تبدیل کرده‌اند که می‌توانند در یک مدل آناتومیکی با اندازه واقعی ردیابی و هدایت شوند.

سلول‌های اسپرم، شناگران شگفت‌انگیز طبیعت می باشند. نقش مهم آنها پیمایش در محیط پیچیده دستگاه تناسلی زنان برای رسیدن به تخمک و بارور کردن آن است.

هر اسپرم برای شدت گرفتن ساده شده است، با دُمی که آن را به جلو می‌راند و سری که مواد ژنتیکی را حمل می‌کند.

اندازه کوچک و انعطاف‌پذیری طبیعی اسپرم‌ها به آنها اجازه می‌دهد تا در محیط‌های بیولوژیکی زیاد چالش‌برانگیز مانور دهند. اکنون محققان از این ویژگی برای کاربردهای پزشکی منفعت گیری می‌کنند.

تبدیل اسپرم به رباتی کوچک

محققان اسپرم‌ها را فراتر از تشکیل همانند، تحرک و سازگاری ذاتی، به کاندیداهای نویدبخشی برای میکرورباتیک تبدیل کرده‌اند که دانشمندان را قادر می‌سازد تا راه‌های جدیدی برای رساندن دارو و انجام تشخیص در نواحی سخت‌دسترس بدن کشف کنند.

یکی از چالش‌های مهم در منفعت گیری از اسپرم برای کاربردهای پزشکی، نامرئی بودن آنها در تکنیک‌های تصویربرداری مرسوم بوده است. تصویربرداری سنتی با اشعه ایکس به علت اندازه کوچک، چگالی کم و شفافیت تقریباً کامل در برابر تابش، برای تشخیص اسپرم با مشکل روبه رو است. این محدودیت تا بحال مانع از مشاهده یا کنترل دقیق اسپرم داخل بدن انسان توسط دانشمندان شده است.

تیم تحقیقاتی دانشگاه توئنته برای تسلط بر این مشکل با محققان و متخصصان پزشکی از مرکز پزشکی دانشگاه رادبود و دانشگاه واترلوی کانادا همکاری کرد.

اسلام خلیل(Islam Khalil)، محقق دانشگاه تگزاس و نویسنده مهم این مطالعه می‌گوید: تا بحال تصویربرداری از اسپرم داخل بدن تقریباً غیرممکن می بود.

محققان سلول‌های اسپرم واقعی را با نانوذرات مغناطیسی پوشش دادند که آنها را زیر اشعه ایکس قابل مشاهده و به میدان‌های مغناطیسی خارجی پاسخگو می‌کرد.

ترکیب طبیعت با پزشکی رباتیک

این رویکرد نوآورانه به میکروربات‌ها اجازه می‌دهد تا در لحظه ردیابی شوند و به طور دقیق در یک مدل آناتومیکی با اندازه واقعی هدایت شوند و این نشان‌دهنده یک پیشرفت در میکروربات‌های پزشکی است.

کاربردهای بالقوه این فناوری گسترده است. محققان با بارگذاری مستقیم داروها در بدنه سلول‌های اسپرم، تحویل دقیق به مکان‌های مقصد همانند رحم یا لوله‌های فالوپ را پیش‌بینی می‌کنند.

این روش می‌تواند درمان بیماری‌هایی همانند سرطان رحم، اندومتریوز یا فیبروم‌ها را منقلب کند که همه آنها اکنون فاقد گزینه‌های دقیق و کم‌تهاجمی تحویل دارو می باشند.

خلیل او گفت: ما سیستم‌های تحویل سلولی خود طبیعت را به میکروربات‌های قابل برنامه‌ریزی تبدیل می‌کنیم.

ردیابی حرکت اسپرم در لحظه، فراتر از درمان می‌تواند فرآیندهای بیولوژیکی لقاح را روشن کند، فهمیدن ناباروری‌های بدون علت را بهبود بخشد و حتی تکنیک‌های پشتیبانی باروری همانند لقاح آزمایشگاهی یا مصنوعی(IVF) را اصلاح کند.

ایمنی نیز یک مسئله کلیدی است. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که خوشه‌های نانوذرات اسپرم، زیست‌سازگار باقی می‌همانند و حتی بعد از ۷۲ ساعت قرار گرفتن در معرض آنها، هیچ سمیت قابل توجهی برای سلول‌های رحم انسان تشکیل نمی‌کنند. این مشخص می کند که کاربردهای آینده داخل بدن می‌تواند مقدور باشد.

این پژوهش که توسط شورای تحقیقات هلند حمایتمی‌شود، گامی مهم در جهت ادغام زیست‌شناسی طبیعی با رباتیک پیشرفته است.

این تیم یافته‌های خود را در مجله npj Robotics انتشار کرده است.