Zariadenie môže byť užitočné predovšetkým pri krvácaniach v tráviacom trakte.
Zdroj: DOI: 10.1002/mabi.202200559
Vedci vyrobili prototyp mäkkého robota, ktorý dokáže transportovať liečivá do čriev. V reakcii na zmeny teploty a magnetizmus vie mäkký nosič ukladať liečivá na špecifickom mieste. Zariadenie môže byť užitočné najmä pri krvácaní v hlbších častiach tenkého a hrubého čreva, ktoré sú ťažšie prístupné.
Keď dôjde ku krvácaniu v gastrointestinálnom trakte, chirurgovia používajú endoskopiu, pri ktorej sa do čreva vloží ukotvená ohybná trubica. Pomáha im lokalizovať a zastaviť miesto krvácania. Okrem endoskopie sa využíva aj chirurgický zákrok a lieky na liečbu gastrointestinálneho krvácania. Mäkšie a flexibilnejšie zariadenie by však doktorom zefektívnilo a uľahčilo cestu.
Robot s chápadlami nesie lieky
Christoff Heunis, výskumník z univerzity v Twente v Holandsku, a jeho kolegovia vyvinuli nový magneticky citlivý nosič. Inšpirovali sa tvarom a pohybom hviezdice a navrhli viacvrstvový mäkký robot so schopnosťou reagovať na teplotu a magnetické pole. Použili polymér s tvarovou pamäťou, ktorého podoba sa za prítomnosti vhodného podnetu zdeformuje alebo nadobudne svoj pôvodný tvar.
„Do robota sme vložili magnetické prvky, ktoré v závislosti od externého stimulu uvoľnia do prostredia liečivú látku,“ uviedol Heunis. Robot sa deformuje aj v reakcii na telesnú teplotu, aby ľahšie prechádzal cez tráviaci trakt.
Funkčný prototyp
Mäkký robot v tvare hviezdice otestovali v dvoch rôznych podmienkach: ex vivo a vnútri umelého modelu hrubého čreva. Pri zahriatí ex vivo na 50 stupňov Celzia mäkký nosič zmení svoj tvar, vtiahne hviezdicovité ramená a uzavrie aktívnu látku v sebe. Keď je vystavený telesnému teplu a magnetizmu, tvar nosiča sa zdeformuje a uvoľní liečivo.
Vedci vytvorili model, ktorý svojím tvarom aj teplotou replikuje ľudské hrubé črevo. Do modelového čreva zaviedli mäkký robot nesúci lieky, ktorý úspešne dosiahol svoj cieľ: uvoľnil biologicky rozložiteľné lieky tam, kde mal.
Pri prvom vložení do modelu má nosič izbovú teplotu 20 až 25 stupňov Celzia. Počas pohybu traktom sa zahreje na 37 stupňov Celzia a stane sa mäkkým a poddajným. Výskumníci navigujú robota na cieľové miesto pomocou externého magnetu.
Magnetický robot. Zdroj: DOI: 10.1002/mabi.202200559
„Robot je navrhnutý tak, aby sme vedeli určiť, kedy a kde sa dosiahne prechodová teplota. Dôležitá je aj hrúbka, rýchlosť zmeny teploty a vlastnosti materiálu,“ vysvetlil Heunis. Navyše po dodaní je ho možné ľahko vytiahnuť pomocou magnetu.
Vďaka svojej malej veľkosti je robot ľahko požívateľný a vhodný aj na análne podanie. „Výhody tohto dizajnu v porovnaní s predchádzajúcim predstavujú väčšiu flexibilitu, lepšiu kontrolu nad uvoľňovaním lieku a schopnosť dosiahnuť ťažšie prístupné miesta,“ uzatvoril Heunis. V budúcnosti je dôležité otestovať robot nielen v umelom zariadení, ale aj v živom organizme, najskôr asi na animálnom modeli a neskôr možno aj u ľudí.
Zdroj: Advanced Science News
(JM)
