Vedci vytvorili nové mikroroboty pozostávajúce z malej guľovitej kapsuly s rozpustným gélovým obalom, ktoré až s 95-percentnou účinnosťou dodajú liečivá na presne určené miesto.
Mikrorobot má tvar guľky s rozpustným gélovým obalom a obsahuje aj nanočastice oxidu železa. Zdroj: Luca Donati/lad.studio Zürich
Tím vedcov zo Spojenej vysokej školy technickej (ETH) v Zürichu vyvinul magnetické mikroroboty, ktoré sú schopné dodávať lieky priamo na konkrétne miesto zápalu v tele. Mohli by sa využívať napríklad pri liečbe cievnej mozgovej príhody či nádorových ochorení. Súčasná liečba cievnej mozgovej príhody spočíva v tom, že pacientom podajú veľké množstvo liekov na rozpúšťanie krvných zrazenín. Tieto lieky sa však môžu dostať do iných častí tela, čo vedie k ďalším zdravotným komplikáciám, medzi ktoré patrí napríklad vnútorné krvácanie.
Vedci sa preto zamerali na vývoj mikrorobotov, ktoré dopravia lieky presne na miesto určenia – napríklad priamo ku krvnej zrazenine spôsobujúcej cievnu mozgovú príhodu. Takýto prístup by mohol obmedziť vedľajšie účinky a zlepšiť zdravotný stav pacientov.
Nový mikrorobot pozostáva z malej guľovitej kapsuly s rozpustným gélovým obalom a obsahuje aj nanočastice oxidu železa, ktoré umožňujú externé ovládanie a riadenie mikrorobota pomocou magnetov. Nanočastice tantalu navyše pôsobia ako kontrastná látka, vďaka čomu môžu lekári sledovať pohyb mikrorobota v tele pomocou röntgenu.
Do tela sa dostanú pomocou špecializovaného katétra
Aby ich doktori mohli presne riadiť napriek meniacej sa rýchlosti krvného toku, výskumníci vyvinuli modulárny elektromagnetický navigačný systém. Tento systém kombinuje tri magnetické stratégie. Jedna z nich umožňuje kapsulám pohybovať sa pozdĺž steny cievy s vysokou presnosťou a takýmto spôsobom prejde asi štvormilimetrovú vzdialenosť za sekundu.
Integrovaný prístup zabezpečuje vysoko efektívne riadenie s úspešným dodaním lieku na cieľové miesto vo viac ako 95 percentách testovaných prípadov. „Magnetické polia a gradienty sú ideálne na minimálne invazívne procedúry, pretože prenikajú hlboko do tela a nemajú nijaký škodlivý vplyv na telo, aspoň pri silách a frekvenciách, ktoré používame,“ uviedol profesor Bradley Nelson, svetoznámy odborník na bioenergetickú medicínu.
Funguje to tak, že kapsula sa naplní aktívnou látkou, povedzme takou, ktorá rozpúšťa krvnú zrazeninu. Táto látka sa uvoľňuje vysokofrekvenčným magnetickým poľom, ktoré zahrieva magnetické nanočastice, čím sa rozpustí gélový obal kapsuly.
Mikroroboty sa dodávajú prostredníctvom špecializovaného katétra, ktorý kapsulu presne uvoľní v blízkosti cieľa. Na laboratórne testovanie vedci vyvinuli realistické silikónové modely replikujúce ľudské a zvieracie cievy. Mikrorobot úspešne zameral a rozpustil krvnú zrazeninu.
Po testoch na modeloch vedci otestovali mikroroboty na ošípaných a ovciach. „Komplexné anatomické prostredie má obrovský potenciál pre ďalšie terapeutické intervencie, preto sme boli takí nadšení, že mikrorobot si dokázal nájsť cestu aj v tomto prostredí,“ uviedol Fabian Landers, hlavný autor štúdie.
Pozrite si
Hoci sa mikroroboty pôvodne zameriavali na liečbu mŕtvice, ponúkajú nádej aj na cielenú liečbu lokalizovaných infekcií alebo nádorov.
Výskumný tím sa stále zameriava na to, aby tieto lekárske roboty boli čo najskôr pripravené na použitie v operačných sálach, pričom ich ďalším bezprostredným cieľom je rýchle začatie klinických štúdií na ľuďoch.
Zdroj: Nature
(RR)
