Доставка лекарства в нужное место организма не менее важна, чем выбор правильного препарата. Для контроля над этим процессом команда разработчиков из Калифорнийского технологического института разработала крошечного медицинского робота. Конечно, эти простейшие микроскопические сферы не похожи на полноценных роботов, но создатели утверждают, что их можно перемещать по телу с помощью ультразвука или магнитов, что позволяет адресно доставлять лекарство.
Источник изображения: Калтех
Перед внедрением микроботов в организм, необходимо убедиться, что структура бота устойчива к высокому или низкому pH, присущему различным жидкостям организма. Бот также должен надёжно управляться и высвобождать препарат в нужной точке организма. Отработавшие микроботы должны полностью разложиться в организме, не оставляя после себя никаких токсичных материалов.
Команда разработчиков из Калтеха утверждает, что им удалось успешно решить все перечисленные задачи. Созданные ими роботы сделаны из биологически инертного гидрогеля, обладают высокой подвижностью, а их диаметр в 30 микрон достаточно мал, чтобы обеспечить проникновение практически в любую область тела.
Гидрогелевые сферы изготавливаются при помощи 3D-печати с использованием литографии с двухфотонной полимеризацией (TPP), технологии, впервые разработанной Институтом нанонауки Калтеха. Внутри сферы имеется полость, которая содержит микропузырьки воздуха. Терапевтическая нагрузка размещена во внешней оболочке, а внутренний пузырёк обеспечивает превосходный контраст при визуализации с помощью ультразвука, что позволяет легко отслеживать роботов после введения.
При воздействии акустического поля, создаваемого ультразвуком, микропузырьки вибрируют, приводя бота в движение при помощи возникающего «микропотока» из двух небольших отверстий. Наличие двух отверстий обеспечивает роботу гораздо большую манёвренность. В гидрогель, из которого создан бот, внедрены магнитные частицы, что позволяет управлять им с помощью магнитных полей.
Микроботы пока остаются лабораторными экспериментами, ни один человек ещё не подвергался лечению с их помощью. Но после отправки микроботов с химиотерапевтическими препаратами к месту опухоли у мышей было отмечено существенное уменьшение размера опухоли, тогда как традиционные методы лечения имели меньший эффект. Результаты эксперимента опубликованы в издании Science Robotics. В будущем разработчики надеются увидеть применение этой технологии при лечении людей.