מהנדסת ביוטכנולוגית מעצבת התקנים רפואיים בקנה מידה ננומטרי
לכל היצורים בעיה משותפת אחת: הם חייבים להכניס פנימה חומרים מזינים ולסלק פסולת ובאותה עת למנוע כניסה של מחוללי מחלות ורעלים. בני אדם ובעלי חוליות אחרים מאבטחים את עצמם ברמה התאית על ידי “צמתים הדוקים”, שהם אזורי מגע הדוק מאוד בין התאים, שאינם מאפשרים חדירת מים. הצמתים ההדוקים האלה נפוצים כמעט בכל רקמות הגוף, והם אף מסייעים לעורנו להיות עמיד למים. אבל הם גם מקשים מאוד על תרופות לחדור מן העולם החיצוני אל רקמות הגוף.
התקנים להעברת תרופות בקנה מידה ננוסקופי, בגודל של כמה אטומים, או מיקרוסקופי, ברוחב של שערת אדם, יכולים לחדור מבעד לצמתים הדוקים כאלה ולהתגבר על מנגנונים תאיים אחרים כדי לספק את התרופה למטופלים ביתר-יעילות. למשל, פיתחנו יריעה זעירה שעל פניה יש מבנים חוטיים ננוסקופיים שהתאים נוטים “לאחוז” בהם. היריעה מפעילה כמה מסלולים כימיים בתאים, המשנים את מבנה קרום התא ומרופפים את הצמתים ההדוקים בין התאים. הדבר מאפשר לרופאים להקטין את המינון של תרופות אנטי-סרטניות רעילות לרמות פחות מסוכנות או להחדיר כמויות גדולות יותר של תרופה לאזור מסוים בגוף. למשל, חלקיקים המכילים אינסולין לטיפול בסוכרת לא יישטפו במהירות החוצה מן המעי, אלא יוכלו להידבק לדופן המעי ולשחרר אינסולין לאורך זמן.
אנחנו מפתחים התקן לטיפול בניוון מקולרי הגורם לעיוורון אצל אנשים מבוגרים אם לא מטפלים בו. כיום, המטופלים נאלצים ללכת לרופא פעם בחודש כדי שיזריק להם תרופה אל תוך העין. לעומת זאת, די בזריקה אחת פעם בשישה חודשים כדי להחדיר לעין את ההתקן הננוסקופי שלנו. החלקיקים ייצמדו לגב העין, ישחררו את התרופה באטיות ולאורך זמן דרך נקבים זעירים, ויתמוססו לאחר שיתרוקנו.
בעתיד נוכל לראות חלקיקים בעלי חלקים ננוסקופיים שיוכלו להתמקד באתרים מסוימים בגוף וגם ישפרו את קליטת התרופות באמצעות פתיחת הצמתים ההדוקים בין התאים.
