Magnetni mikroroboti bi lahko revolucionirali zdravljenje bolezni črevesja in raka
Mednarodna raziskovalna ekipa, ki jo vodita Univerza v Oxfordu in Univerza v Michiganu, je predstavila magnetne mikrorobote nove generacije, ki so sposobni ciljno dostaviti zdravila v težko dostopna tkiva človeškega telesa. Po uspešnih laboratorijskih preizkusih se tehnologija napoveduje kot obetavna za zdravljenje bolezni, kot sta rak in vnetna črevesna bolezen.
Naprave, imenovane trajni magnetni kapljični mikroroboti (PMDM), so sestavljene iz dveh delov – magnetnega jedra in zunanjega ovoja iz hidrogela, v katerega je mogoče vgraditi zdravila ali terapevtske celice. S pomočjo zunanjih magnetnih polj jih je mogoče natančno usmerjati, njihova zasnova pa omogoča, da se premikajo z različnimi načini gibanja, kot so hoja, plazenje ali nihanje.
Vsak mikrorobot je izdelan s pomočjo mikrofluidne tehnologije, ki omogoča serijsko proizvodnjo do 300 enot na minuto. Njihova Janusova struktura – pol magnet, pol gel – omogoča ločeno upravljanje gibanja in sproščanja vsebine.
Raziskovalci so v laboratorijskih pogojih uspešno testirali uporabo PMDM-jev na modelu človeškega črevesja in umetno ustvarjenem človeškem hrustancu. V obeh primerih so mikroroboti natančno dosegli ciljno mesto in sprostili terapevtsko snov. Nato so jih s katetrom, opremljenim z magnetom, brez ostankov odstranili iz tkiva.
Pomembna prednost tehnologije je, da se po razgradnji hidrogela magnetni delci ne razpršijo, temveč ostanejo združeni, kar preprečuje njihovo zadrževanje v telesu. Poleg tega so testi pokazali, da materiali ne vplivajo negativno na človeške celice, kar potrjuje biokompatibilnost.
Po mnenju vodilnih raziskovalcev ima sistem potencial za prilagoditve različnim boleznim. Mikrorobote bi bilo mogoče programirati tako, da sprostijo več različnih zdravil v različnih fazah zdravljenja. V primeru tumorjev to pomeni možnost lokalnega in časovno usklajenega sproščanja kemoterapevtikov, kar bi lahko izboljšalo učinek zdravljenja in zmanjšalo stranske učinke.
Raziskovalna skupina zdaj razvija nadzorni sistem, ki bo s pomočjo algoritmov in slikovne tehnologije omogočal samodejno vodenje mikrorobotov v realnem času, kar je naslednji korak k dejanski uporabi v medicini.
Po besedah profesorice bionanoznanosti Molly Stevens »gre za pomemben napredek na področju mehke robotike in ciljanega zdravljenja, ki bi lahko v prihodnosti prinesel nove možnosti za terapijo bolezni, ki jih je danes težko zdraviti«.
