Mikroroboty medyczne. Eksperymenty dają szansę na lepsze leczenie

Roboty w medycynie – wizja z filmów staje się rzeczywistością

W 1966 roku światło dzienne ujrzał film Fantastyczna podróż, opowiadający o grupie naukowców i lekarzy zmniejszonych i wprowadzonych do krwiobiegu chorego naukowca w miniaturowej łodzi podwodnej. Ich celem było usunięcie skrzepu zagrażającego jego życiu. Film wyprzedził swoje czasy, prezentując wizję medycyny przyszłości, w której mikroroboty medyczne odgrywają główną rolę w leczeniu ludzi.

Zespół naukowców skonstruował mikroskopijne roboty o średnicy ludzkiego włosa, zdolne przenosić leki i nanocząsteczki z niespotykaną dotąd precyzją. Amerykańscy uczeni opracowali tzw. bąbelkowe boty, którymi można sterować za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego, kierując je dokładnie tam, gdzie są potrzebne.

„Zamiast wprowadzać lek do organizmu i pozwalać mu rozprzestrzeniać się w sposób niekontrolowany, możemy teraz kierować nasze mikroroboty bezpośrednio do guza i uwalniać lek w sposób kontrolowany i skuteczny” – wyjaśnił profesor Wei Gao, ekspert z Kalifornijskiego Instytutu Technologii (Caltech).

Polecamy: Szybka diagnoza psychozy. Biomarker rewolucjonizuje leczenie

Mikroroboty medyczne – precyzja i bezpieczeństwo

Pomysł na budowę mikrorobotów rozprowadzających leki w organizmie z zegarmistrzowską precyzją nie jest nowy. Naukowcy pracowali nad tym już dekadę temu. Problemem nie było samo skonstruowanie robota. Trudności sprawiało sterowanie nim w ludzkich płynach ustrojowych oraz zapewnienie jego nietoksyczności dla organizmu. Inną przeszkodą była krótka trwałość robotów. Kwasy szybko rozpuszczały urządzenia i nie dość, że te pozostawiały po sobie szkodliwe substancje, to jeszcze nie dostarczały leków w odpowiednie miejsce. 

Naukowcom z Caltech udało się przezwyciężyć te wyzwania. Ich roboty mają kształt kuli o średnicy 30 mikronów, co odpowiada grubości ludzkiego włosa.

„Opracowanie tego specyficznego, kulistego kształtu wymagało precyzyjnych technik, aby zapobiec deformacji konstrukcji. Stworzyliśmy żywicę, która łączy biofunkcjonalność i kluczowe elementy medyczne. Udało się nam osiągnąć idealną formę kulistą z precyzyjnie zaprojektowaną wnęką” – dodała profesor Julia Greer, współautorka badania.

Warto przeczytać: Dorosły mózg wciąż się uczy. Funkcje poznawcze mogą się poprawiać 

Hydrofobowe wnętrze i zastosowanie w terapii nowotworowej

Powierzchnia robotów jest pokryta substancją hydrofilową, co oznacza, że przyciąga wodę. Dzięki temu roboty nie zlepiają się podczas przemieszczania przez organizm. Wnętrze urządzeń jest natomiast hydrofobowe, co umożliwia przechowywanie leków.

Naukowcy z Caltech zastosowali te boty w leczeniu guzów pęcherza moczowego u myszy. W ciągu 21 dni podano cztery dawki leku, ponieważ okazało się to skuteczniejsze niż tradycyjna terapia.

„Uważamy, że to obiecująca platforma do dostarczania leków i precyzyjnej chirurgii. W przyszłości moglibyśmy wykorzystać te roboty do transportu różnych ładunków terapeutycznych na potrzeby leczenia różnych schorzeń. W dłuższej perspektywie mamy nadzieję przetestować je na ludziach” – podsumował profesor Wei Gao.

Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie na stronie Calltech, pokazują, że przyszłość medycyny zmierza w kierunku robotyzacji i automatyzacji. Choć miną jeszcze dekady, zanim ludzie w pełni zaufają maszynom, już teraz widać, że medycyna podąża w stronę wykorzystania robotów i sztucznej inteligencji.

Polecamy: Przełom w badaniach nad Alzheimerem. Obecne leczenie mogło być błędne