Opracowali mikroroboty do walki z udarami i nowotworami
Naukowcy z ETH Zurich opracowali mikroroboty, które w przyszłości mogą zrewolucjonizować leczenie udarów i innych poważnych schorzeń. Te miniaturowe kapsułki są w stanie dostarczać leki dokładnie tam, gdzie są potrzebne, minimalizując skutki uboczne tradycyjnych terapii.
Obecnie leczenie udarów polega często na podawaniu pacjentom dużych dawek leków rozpuszczających skrzepliny. Niestety, leki te krążą po całym organizmie, zwiększając ryzyko powikłań, w tym krwawień wewnętrznych. Zespół z ETH Zurich opracował mikroroboty, które mogą precyzyjnie transportować lek bezpośrednio do skrzepliny powodującej udar. Takie podejście może znacznie ograniczyć efekt uboczny terapii i poprawić stan zdrowia pacjentów.
Jak działają mikroroboty?
Mikrorobot to maleńka sferyczna kapsułka otoczona rozpuszczalną powłoką żelową. Zawiera ona nanocząstki tlenku żelaza, umożliwiające sterowanie kapsułką z zewnątrz za pomocą magnesów oraz nanocząstki tantalu, działające jako kontrast w obrazowaniu rentgenowskim, pozwalając lekarzom śledzić pozycję mikrorobota w ciele.
Aby kapsułka poruszała się precyzyjnie nawet w zmiennym przepływie krwi, naukowcy opracowali modularny system nawigacji elektromagnetycznej, łączący trzy strategie magnetyczne. Jedna z nich pozwala "toczyć" kapsułkę wzdłuż ściany naczynia z prędkością 4 mm/s, w testach skuteczność trafienia w cel wyniosła ponad 95 proc.
Pola magnetyczne i gradienty są idealne do minimalnie inwazyjnych procedur, ponieważ przenikają głęboko do ciała i przy używanych przez nas natężeniach i częstotliwościach nie mają negatywnego wpływu na organizm
Testy na modelach i zwierzętach
Kapsułka jest ładowana lekiem, np. rozpuszczającym skrzepliny, który uwalnia się po podgrzaniu żelu za pomocą wysokoczęstotliwościowego pola magnetycznego. Mikrorobot jest podawany przez specjalistyczny cewnik, który precyzyjnie umieszcza kapsułkę w pobliżu celu.
Najpierw naukowcy testowali mikroroboty na realistycznych modelach silikonowych odwzorowujących naczynia człowieka i zwierząt, gdzie mikroroboty skutecznie docierały do skrzepliny i ją rozpuszczały. Kolejnym krokiem były próby in vivo, gdzie udało się sterować kapsułką w mózgach świń oraz przez płyn mózgowo-rdzeniowy owiec, co pokazuje ogromny potencjał terapeutyczny tej technologii.
I choć początkowo projekt skupiał się na leczeniu udarów, mikroroboty mogą w przyszłości być wykorzystywane do precyzyjnego leczenia nowotworów, lokalizowania i leczenia infekcji czy dostarczania leków w innych trudno dostępnych miejscach organizmu Zespół ETH Zurich planuje szybkie uruchomienie badań klinicznych na ludziach. Celem jest maksymalne przyspieszenie procesu wdrażania tej technologii w salach operacyjnych.
Lekarze już wykonują niesamowitą pracę w szpitalach. Naszą motywacją jest możliwość pomagania pacjentom szybciej i skuteczniej, dając im nową nadzieję dzięki innowacyjnym terapiom
