Prawdopodobnie nie widziałeś Fantastycznej Podróży, filmu science-fiction z 1966 roku, w którym załoga łodzi podwodnej zostaje zmniejszona do mikroskopijnych rozmiarów i wysłana do ciała rannego naukowca, aby naprawić jego uszkodzony mózg.
Ale jeśli tak, może to zapewnić wgląd w niezbyt odległą przyszłość, w której maleńkie „roboty” są wdrażane w celu przeprowadzania terapii, zanim zostaną wchłonięte przez organizm.
Amerykański zespół opracował mikroskopijne roboty przypominające bańki o średnicy ludzkiego włosa, które mogą przenosić… lek oraz nanocząsteczki magnetyczne, umożliwiające naukowcom skierowanie ich w wybrane miejsce za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego.
Kiedy boty dotrą do celu, pozostają tam, aż lek się rozprzestrzeni.
Autor badania, profesor Wei Gao, ekspert w dziedzinie inżynierii medycznej w California Institute of Technology (Caltech), powiedział: „Zamiast wprowadzać lek do organizmu i pozwalać mu się rozprzestrzenić, teraz możemy skierować nasze mikroroboty bezpośrednio do miejsca guza i uwalniać lek w kontrolowany i skuteczny sposób.”
Naukowcy od kilkudziesięciu lat próbują opracować mikro- lub nanoboty, ale napotkali wyzwania, jeśli chodzi o nawigację z funkcją przewidywania w płynach ustrojowych, takich jak krew, mocz czy ślina.
Boty – które są raczej małymi kulkami przypominającymi bańki niż metalowymi humanoidami – nie mogą również pozostawiać żadnych toksycznych śladów w organizmie.
Te opracowane w Caltech mają średnicę około 30 mikronów – czyli średnicę ludzkiego włosa.
Współautorka badania, profesor Julia Greer, powiedziała: „Ten konkretny kształt, ta kula, jest bardzo skomplikowana do napisania. Trzeba znać pewne sztuczki, aby kule się nie zapadły.
„Udało nam się nie tylko zsyntetyzować żywicę zawierającą całą biofunkcjonalizację i wszystkie elementy niezbędne z medycznego punktu widzenia, ale także napisać z nich precyzyjny kulisty kształt z niezbędną wnęką”.
Pęcherzyki zostały zaprojektowane z hydrofilową powierzchnią zewnętrzną, co oznacza, że przyciągają je woda i zapobiegają ich zlepianiu się podczas podróży przez ciało.
Tymczasem ich wnętrze jest hydrofobowe – czyli wodoodporne. Testy wykazały, że mogą wytrzymać kilka dni.
Zespół Caltech z powodzeniem wykorzystał boty do dostarczenia leku myszom z guzami pęcherza moczowego. Stwierdzono, że cztery dawki leków dostarczone przez boty w ciągu 21 dni skuteczniej zmniejszają obrzęk nowotwory niż inna terapia, której nie zapewniają boty.
Profesor Gao dodał: „Uważamy, że jest to bardzo obiecująca platforma do dostarczania leków i chirurgii precyzyjnej.
„Patrząc w przyszłość, moglibyśmy ocenić wykorzystanie tego robota jako platformy do dostarczania różnych typów ładunków terapeutycznych lub środków na różne schorzenia. Mamy nadzieję przetestować to na ludziach w dłuższej perspektywie”.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie Science Robotics.
