Управляемых магнитным полем микророботов тестируют ведущие научные университеты в разных странах. Подобный подход может стать прорывом в терапии заболеваний, для которых сегодня невозможно провести точную доставку лекарства.
В университете Пердью (США) решили экспериментально доказать эффективность мобильных микророботов. Перед учеными стояла задача создать устройство для лечения воспалительных заболеваний кишечника и продемонстрировать его применение на практике. Исследователи используют внешнее магнитное поле для точного управления устройствами, способными перемещаться по сложным поверхностям внутри человеческого тела.
Для эксперимента нужен был микроскопический, но способный нести лекарство робот. А еще в его задачи входила обязанность четко следовать командам и вовремя освободить микроконтейнер с препаратом. Такое устройство удалось создать на 3D-принтере Nanoscribe: микроробот в форме кирпича размером 3×1,5×1,5 мм способен нести до 20 микролитров лекарства. Движением устройства управляло вращающееся магнитное поле, а встроенный ультразвуковой датчик позволял оператору отслеживать положение робота.
Одной из самых сложных проблем оказался контролируемый выброс лекарства. Для этой задачи было найдено решение — безопасный для пищевых продуктов воск, плавящийся при небольшом повышении температуры тела. В тот момент, когда микроробот добрался до нужной цели, на него был направлен сфокусированный ультразвуковой импульс. Он расплавил восковую крышку за 60 секунд, высвободив препарат.
Эксперимент провели в три этапа. Сначала робота и устойчивость восковой крышки при температуре тела проверили на модели толстой кишки. Затем с помощью контрастного вещества проверили работу устройства и отсутствие утечек на пациенте. По итогам третьего этапа был использован клеточный анализ для проверки эффективности доставки лекарств. Микроробот доставил противораковый препарат точно к скоплению собранных раковых клеток. Через 72 часа раковые клетки продемонстрировали ожидаемый терапевтический эффект, то есть роботы успешно доставили лекарство в очаг болезни.
Ученые отмечают огромный потенциал технологии, особенно для лечения онкологических заболеваний. Это открывает путь адресной медицинской терапии с минимизацией побочных эффектов. Результаты исследования описаны в журнале Advanced Robotics Research. На технологию уже получены предварительные патенты.
Ранее Наука Mail рассказала о создании устройства, передающего информацию в мозг, минуя традиционные органы чувств.
