Bublinkové mikroboty vedené cez mozgové cievy pomocou ultrazvuku
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 12. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci vyvinuli bublinkového mikrorobota, ktorý sa dá navádzať po malých zložitých cievach mozgu pomocou ultrazvuku. Toto „mikrovozidlo“, ktoré bolo úspešne testované na myšiach, má potenciál ako prostriedok na presné dodávanie liekov na liečbu chorôb, ako je rakovina mozgu a mozgová mŕtvica.
Náš mozog obsahuje viac ako 650 kilometrov krvných ciev. Zlepšenia v oblasti nanotechnológií umožnili vývoj mikrobotov, ktoré sa dokážu pohybovať po týchto miniatúrnych zložitých cestách, aby sa dostali do predtým neprístupných oblastí, zabezpečili presné podávanie liekov a vykonávali minimálne invazívne operácie.
Vzhľadom na zložitosť siete krvných ciev a silu krvného prúdu je potrebné nájsť prostriedky na vedenie mikrobotov. Použitie magnetických polí na navigáciu mikrobotov cez mozgové cievy síce poskytuje presnú manipuláciu, no obmedzuje biologickú odbúrateľnosť mikrobotov, pretože musia byť magnetické.
Výskumníci z ETH Zürich, Univerzity v Zürichu a Univerzitnej nemocnice v Zürichu teraz spoločne vyvinuli mikroboty v podobe plynom naplnených mikrobublín obalených lipidmi, ktoré sa dokážu navigovať cez úzke a zložité cievy myšieho mozgu pomocou ultrazvuku.
„Okrem toho, že sa ultrazvuk široko používa v medicíne, je bezpečný a preniká hlboko do tela,“ povedal Daniel Ahmed, jeden z korešpondujúcich autorov štúdie.
Malé, hladké, plynom naplnené mikrobublinky s priemerom 1,1 až 1,4 µm boli vyrobené z fluorescenčnej kontrastnej látky, ktorá sa v súčasnosti používa pri ultrazvukovom zobrazovaní. Časom sa v tele rozpustia a lipidový obal je vyrobený z rovnakej látky, z akej sú vyrobené membrány biologických buniek.
Vedci vstrekli mikrobublinky myšiam a nechali ich cirkulovať v krvnom obehu zvierat. Mikroskopia umožnila zobrazenie mikrobotov v reálnom čase. Pomocou až štyroch snímačov generujúcich ultrazvuk, ktoré boli pripevnené na vonkajšej strane hlavy myší, výskumníci zistili, že mikroboty reagovali na akustické vlny tak, že sa samy združovali do rojov a navigovali sa pozdĺž mozgových ciev.
Roboty boli navigované nastavením výstupu každého snímača, pričom dosiahli rýchlosť do 1,5 µm / s a úspešne sa pohybovali proti prúdom krvi do 10 mm / s. Zistenia preukázali, že akustické mikroboty fungujú vo fyziologických podmienkach in vivo. Analýzou mozgového tkaniva po aktivácii ultrazvukom výskumníci zistili, že mikroboty nenarušili výstelku ciev, ani nespôsobili odumretie neurónových buniek.
Vytvorenie ich mikrobublín z látky, ktorá sa už používa, má pritom svoje výhody.
„Keďže tieto bubliny alebo vezikuly sú už schválené na použitie u ľudí, je pravdepodobné, že naša technológia bude schválená a použitá pri liečbe ľudí rýchlejšie ako iné typy mikrobublín, ktoré sú v súčasnosti vo vývoji,“ povedal Ahmed.
Teraz sa ukázalo, že tieto mikroboty sa dokážu navigovať krvné cievy myšieho mozgu, ďalším krokom výskumníkov je pripojiť molekuly liečiva na vonkajšiu stranu obalu mikrobubliny. Ak budú úspešné, ultrazvukom aktivované mikrobublinky sa môžu potenciálne použiť na liečbu rakoviny, mŕtvice a psychologických stavov.
Štúdia bola nedávno v magazíne Nature Communications.
