Badania nad metodami precyzyjnego podawania leków są przyszłością medycyny. Obecnie leki podawane są najczęściej doustnie lub dożylnie, przez co wpływają na funkcjonowanie całego organizmu, a nie tylko miejsca zaatakowanego przez chorobę. Ściśle ukierunkowane dostarczanie leków może to zmienić – ograniczyć skutki uboczne i poprawić skuteczność terapii.

Jednym z opracowywanych obecnie sposobów precyzyjnego podawania leków jest stosowanie maleńkich robotów, które wprowadzone do organizmu pacjenta (np. przez zastrzyk) miałyby dostarczać lek do określonego miejsca.

W ostatnich latach powstały już m.in. prototypy nanorobotów drukowanych w 3D i mikroczipy, które miałyby uwalniać lek bezpośrednio do krwiobiegu. Mimo pierwszych sukcesów na tym polu, głównym problemem pozostaje sterowanie tymi urządzeniami, gdy znajdą się już w ciele pacjenta.

Magnetyczny robot podróżuje przez kręgosłup

Badanie opisane w czasopiśmie naukowym „Frontiers in Robotics and AI” jest pierwszym, w którym sprawdzono, w jaki sposób można sterować mini robotem znajdującym się w prawdziwej tkance nerwowej. Badacze przetestowali zdolności MANiAC-a, prowadząc eksperymenty na mózgach szczurów i rdzeniach kręgowych myszy. Zamiast leku roboty zostały wyposażone w barwnik, aby naukowcy mogli prześledzić ich ruchy.

Badania wykazały, że robot jest w stanie poruszać się po tkankach nerwowych i dostarczać „lek” we wskazane miejsca. Potrafi też płynąć pod prąd w cieczy (imitującej płyn mózgowo-rdzeniowy) i „wspinać się” po pochylniach.

Na czym polega działanie robota dostarczającego leki?

MANiAC ma postać bardzo małej, okrągłej kapsułki. Wewnątrz miękkiej osłonki z alginianów (substancji pochodzenia roślinnego) znajdują się nanopręty magnetyczne. Dzięki temu robot reaguje na zewnętrzne pole magnetyczne i – jak zwykły magnes – jest przeciągany do miejsca, do którego ma dostarczyć lek. Dociera tam, tocząc się jak piłka.

Autorzy badania zauważają, że pole magnetyczne jest „szczególnie obiecującym sposobem kontrolowania obiektów wewnątrz ciała”, oraz że wydaje się być ono bardzo bezpieczne. Co ciekawe – w przeciwieństwie do raz zaprogramowanych czipów i nanorobotów – MANiAC w dowolnym momencie może zostać ponownie skierowany w dane miejsce, jeśli np. podana dawka leku okaże się niewystarczająca.

– Nasze wyniki są jedynie wstępne i wysoce eksperymentalne, ale uważamy, że uzyskaliśmy mocne dowody na to, że małe, miękkie mikroroboty mają potencjał  jako narzędzia do precyzyjnego dostarczania leków w chorobach neurologicznych – mówi współautor badań, prof. David Cappelleri z Purdue University.

 

Źródło: Frontiers in Robotics and AI.