Kandaki Bakterileri ve Toksinleri Temizleyen Nano-Robot Geliştirildi

Kaliforniya Üniversitesi San Diego Yerleşkesi mühendisleri, kanda yüzerek zararlı bakterileri ve onların ürettiği zehirli maddeleri yok edebilen küçük robotlar geliştirdi. Ultrason ile çalıştırılan bu..
Görsel Telif: Esteban-Fernández de Ávila/Science Robotics

Kaliforniya Üniversitesi San Diego Yerleşkesi mühendisleri, kanda yüzerek zararlı bakterileri ve onların ürettiği zehirli maddeleri yok edebilen küçük robotlar geliştirdi. Ultrason ile çalıştırılan bu benzersiz nano-robotlar, biyolojik akışkanların kirden ve zehirden arındırılması için ileride hem güvenli hem de verimli bir yol sunabilir.

Araştırmacılar bu nanorobotları yapılandırmak için altın nanokabloları, pıhtıgöze (trombosit) ve kırmızı kan hücresi zarlarının karışımıyla kapladı. Bu hibrit hücre zarı kaplaması, nanorobotların iki farklı hücrenin görevlerini aynı anda yapabilmesine olanak tanıyor: Pıhtıgözeler (MRSA bakterileri gibi patojenlere bağlanır) ve kırmızı kan hücreleri (zararlı bakterilerin ürettiği zehirleri emip, etkisiz hâle getirir). Nanorobotların altın gövdesi ultrasona yanıt veriyor; bu sayede kimyasal yakıt olmaksızın hızlı bir şekilde yüzebiliyorlar. Bu hareket kabiliyeti, nanorobotların kanda hedeflerine (bakteriler ve zehirler) verimli olarak ulaşmasına yardım ederek, kanın temizlenme hızını yükseltiyor.

30 Mayıs 2018 tarihli Science Robotics dergisinde çalışmalarını özetleyen ekipten Josepg Wang şöyle açıklıyor: “Doğal hücre kaplamalarını yapay nano-makinelerle bütünleştirerek, minik robotlara yeni beceriler kazandırabiliriz; patojenlerin ve toksinlerin vücuttan uzaklaştırılması gibi.”

Bilimciler, sözünü ettikleri hibrit kaplamayı elde etmek için önce pıhtıgözelerden ve kırmızı kan hücrelerinden zarları tamamen ayırıyor. Ardından yüksek frekanslı ses dalgaları uygulayarak, bu zarların kaynaşmasını sağlıyorlar. Zarlar gerçek hücrelerden alındığı için tüm orijinal hücre yüzey proteini işlevlerine sahip oluyorlar. Nano-robotları yapmak için bu hibrit zarlar, spesifik bir yüzey kimyası kullanılarak, altın nano-kabloların üzerine kaplanıyor.

Nano-robotlar, insan saçının genişliğinden yaklaşık 25 kat daha küçük. Ultrasonla güç sağlandığında, kanın içinden saniyede 35 mikrometreye varan bir hızla ilerleyebiliyorlar. Sınamalarda, bilimciler MRSA ve onların toksinleri bulaşmış kan örneklerini temizlemek için nano-robotları kullanmayı denedi. Beş dakikanın ardından, bu kan örneklerinde, nano-robot katılmayan örneklerden üç kat daha az bakteri ve toksin bulunuyordu.

Kan pıhtılaşmaya bırakıldığında, bazı plazma proteinleri, pıhtının çatısının oluşumuna katılır. Fibrinojen, fibrin ve pıhtılaşma faktörleri içermeyen çözelti SERUM olarak bilinir. Kan plazması, pıhtılaşma olmaksızın kan hücrelerinin santrifüj edilerek uzaklaştırılması ile elde edilen süper-natan sıvıdır. Serumdan farklı olarak plazmada, fibrinojen ve diğer pıhtılaşma faktörleri bulunur. (…) Diğer plazma proteinleri karaciğerde sentezlenirken, gama-globulinler B-hücreleri olarak bilinen lenfositlerin bir sınıfı tarafından sentezlenir. Bu nedenle ciddi karaciğer hastalıklarının belirlenmesinde kullanılan ayırıcılardan biridir. (…) Plazmada en bol bulunan protein albumindir. (…) Albuminin iki temel işlevi, plazma ve hücre dışı sıvı aracılığı ile küçük molekülleri taşımak ve kapiller içinde osmotik basıncı sağlamaktır. (…) Albumin, plazma osmotik basıncının %80’ini sağlar; bu, ikinci yaşamsal işlevidir. Osmotik basınç, venöz bitiş noktasında, interstisiyel sıvının kapillere geri dönüşünü sağlayan temel güçtür. (…) Albumin iki nedenle osmotik basıncı büyük ölçüde etkiler: Ağırlık temelinde en bol bulunan proteindir ve diğer önemli plazma proteinlerine oranla düşük molekül ağırlığına sahiptir. Osmotik basıncın çözeltideki taneciklerin sayısına göre değişmesi gibi, moleküllerin bağlanması ile ilgili özellikler hatırlanmalıdır. pH 7,4’te albuminin negatif yükünün yüksek olması, çözeltide bulunan taneciklerin sayısına göre tahmin edilenden daha büyük bir osmotik etki meydana getirerek, yüzeylerinde su kümeleri oluşumuna neden olur.

– Montgomery & Conway & Spector & Chappell (Biyokimya: Olgu Sunumlu Yaklaşım)

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv