Крошечная капсула с лекарством направляется к нужным частям тела с помощью магнитов.
Робот с дистанционным управлением размером с песчинку может перемещаться по кровеносным сосудам и доставлять лекарства, а затем растворяться в организме. Эта технология может позволить врачам вводить небольшое количество лекарств в определенные участки, избегая токсичных побочных эффектов при лечении всего организма.
Микророботы, управляемые магнитными полями, работают в кровеносных сосудах свиней и овец, как показали исследователи в статье, опубликованной в Science.
«Систему еще предстоит опробовать на людях, но она выглядит многообещающе, поскольку работает в теле примерно такого же размера, как человеческое, и поскольку уже доказано, что все ее компоненты биосовместимы», — говорит Брэдли Нельсон (Bradley Nelson), инженер-механик из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, который был одним из руководителей проекта.
По словам Нельсона, примерно треть разработанных лекарств не выходит на рынок из-за того, что они слишком токсичны. По мнению команды, микророботы позволят вводить меньшее количество лекарств непосредственно в пораженные участки, тем самым снижая вероятность побочных эффектов. Этот метод можно использовать для лечения закупорки сосудов, вызывающей инсульт, или опухолей головного мозга.
«Демонстрации впечатляют, но это все еще доклинические исследования», — говорит Вэй Гао (Wei Gao), инженер-медик из Калифорнийского технологического института в Пасадене, чья команда разработала альтернативную роботизированную систему доставки лекарств.
«Но если дальнейшие исследования пройдут успешно, то в течение пяти-десяти лет роботы с дистанционным управлением смогут использоваться в медицине», — говорит медик.
Лекарства, доставляемые роботом
Исследователи десятилетиями изучали возможности использования крошечных роботов для доставки лекарств, в том числе с помощью ультразвука и вращающихся устройств, имитирующих бактерии.
Система, разработанная этой командой, предполагает заполнение крошечной желатиновой капсулы лекарством, а также наночастицами магнитного оксида железа, что позволяет управлять ее движением с помощью магнитных полей, окружающих пациента.
В ходе испытаний на мозге свиней и овец команда показала, что может использовать катетер для введения ботов, а затем заставлять их двигаться по краям кровеносных сосудов, плыть против течения или перемещаться вместе с потоком со скоростью до 40 сантиметров в секунду. Они использовали рентгеновские снимки для наблюдения за ботами и управления ими в режиме реального времени с точностью до миллиметра. В ходе испытаний на свиньях команда показала, что более чем в 95% случаев лекарства доставлялись в нужное место.
Чтобы высвободить лекарства, команда использовала быстро меняющиеся магнитные поля для нагревания и разрушения желатина. По словам Гао, прежде чем применять этот метод на людях, исследователям нужно будет проследить, как организм выводит оставшиеся наночастицы.
По словам Нельсона, поиск правильного сочетания материалов, которые позволили бы управлять ботами на расстоянии и при этом сделать их достаточно маленькими, чтобы они могли перемещаться по крошечным кровеносным сосудам, был «сложной задачей» и занял у команды 20 лет.
Следующий шаг — проведение клинических испытаний на людях.
Другие ученые пробуют использовать опыт китов для лечения людей — они выяснили, что морские гиганты могут жить веками, не страдая от рака или других возрастных заболеваний, из-за своей ДНК.