Логин
Пароль

Микророботы очищают сосуды и убивают раковые клетки

ГлавнаяПубликации → Микророботы очищают сосуды и убивают раковые клетки

23 мая 2022
83

Большие надежды докторам в последнее время подают открытия в сфере биоинженерии. Так, использование микроскопических помощников-роботов в скором будущем может значительно упростить и ускорить лечение распространенных заболеваний вен и рака.

Чтобы проникнуть в кровеносное русло, ученые изобрели микроробота с винтообразным пропеллером (наподобие тех, что устанавливаются на моторные лодки). Пропеллер позволяет роботу плыть против течения, а точнее – против тока крови, за счет чего врач может проникнуть в самые удаленные уголки вен и артерий, чтобы провести исследование или ввести лекарство.

В настоящее время разработана модель микроробота – доставщика антикоагулянтов, то есть лекарственных препаратов, прерывающих свертывание крови и растворяющих уже образовавшиеся плотные сгустки. Траектория движения робота корректируется при помощи магнитного поля, а место нахождения и путь отслеживаются посредством ультразвукового сканирования сосудов. По задумке инженеров, робот доставляет лекарство непосредственно в проблемный участок – место скопления тромбоцитов, и при помощи все того же винтообразного пропеллера «распыляет» его. Тромб растворяется, небольшие фрагменты распределяются в потоке крови, и кровеносный сосуд продолжает выполнять свои функции в полном объеме, так как ничто не перекрывает его просвет.

Разработчики провели серию экспериментов in vitro – на искусственных сосудах, заполненных свиной кровью. По итогу они пришли к выводу, что лекарство, введенное в вену при помощи микроробота, оказывает в пять раз более выраженный эффект, чем то же самое лекарство, которое принимают обычным способом (перорально или инъекционно). Более того – за счет равномерного смешения фрагментов тромба с током крови сводится на нет риск закупорки сосуда тем же тромбом «ниже по течению». Это перспективный способ борьбы с распространенными патологиями сосудистого русла.

Другую модель микроробота, имеющего форму миниатюрной рыбки, разработали для борьбы со злокачественными новообразованиями. Напечатали эту рыбку на 3D принтере, взяв за основу уникальный гель. Этот гель меняет структуру (сжимается или увеличивается в размере) в зависимости от того, в какую среду попадает: в кислой среде (с низким рН) гель уменьшается в объеме, а в щелочной среде (с высоким рН) – расширяется.

При создании микроробота разработчики намеренно сделали слой геля неравномерным, слегка утончив его в области рта рыбки. За счет этого, когда рыбка подплывала к объекту с кислой реакцией среды, ее рот слегка приоткрывался (гель сжимался, и просвет между «губами» увеличивался). Этот эффект был необходим для того, чтобы рыбка могла приблизиться к злокачественной опухоли (вокруг которой обычно формируется прослойка с кислой средой) и, подойдя на определенное расстояние, «выплюнуть» то, что заложили в нее инженеры. В данном случае задача микроробота сводилась к доставке и выделению противоопухолевого лекарственного препарата – доксирубицина.

Чтобы управлять движением рыбки, ученые решили использовать все то же магнитное поле. Для этого они погрузили робота в оксид железа, после чего обнаружили, что он стал более чувствительным к изменению рН среды. Когда значение рН снижалось до 7 (как раз до того показателя, что обычно фиксируется вокруг раковых опухолей), гель сжимался. В эксперименте микроробот-рыбка, управляемая магнитом, успешно донесла лекарство до раковых клеток и высвободила его, достигнув цели.

В дальнейшем ученые планируют провести эксперименты на животных моделях, после чего можно будет подать заявку на клинические исследования – с участием добровольцев. Кроме того, они расширяют «модельный ряд» микророботов, изобретая новые формы и функции, стремясь к получению максимально безопасных и эффективных помощников.

83
Порекомендуйте статью:
Комментарии (0):
Написать комментарий
Для того чтобы оставить комментарий необходимо зарегистрироваться
Помогите нам точнее определить ваше местоположение. Укажите в каком населенном пункте вы находитесь.