Zvukovo poháňané mikroboty doručia lieky tam, kde sú potrebné
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 15. 6. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci urobili ďalší krok vpred v lekárskej mikrorobotike a navrhli malého, rýchleho robota s vlastným pohonom, ktorý by mohol jedného dňa dodávať lieky priamo tam, kde sú v tele potrebné.
Mikroroboty alebo mikroboty sú navrhované ako systém dodávania liekov novej generácie a ich vývoj stále napreduje. Skonštruované nanočastice sú dobrými nosičmi liekov, pretože môžu zabrániť degradácii liekov a kontrolovať rýchlosť, akou sa uvoľňujú. Mnohé nanočastice sa však spoliehajú na krvný obeh alebo difúziu ako svoj primárny spôsob transportu, čo obmedzuje ich schopnosť dostať sa k určitým orgánom a tkanivám.
Výskumníci z Coloradskej univerzity v Boulderi tvrdia, že urobili ďalší veľký pokrok v dizajne mikrobotov a vytvorili malého mikrobota s vlastným pohonom, ktorý dokáže dodávať lieky rýchlo a efektívne.
„Mikrorozmerové roboty vzbudili vo vedeckých kruhoch veľa vzrušenia, ale pre nás sú zaujímavé preto, že ich môžeme navrhnúť tak, aby v tele vykonávali užitočné úlohy,“ povedal C Wyatt Shields, zodpovedajúci autor štúdie.
Výskumníci sa inšpirovali tým, ako sa prirodzení biologickí „plavci“, ako sú baktérie a spermie, pohybujú v zložitých vnútorných prostrediach pomocou nelineárnych pohybov.
Mikrobot vyrobený z biokompatibilných polymérov bol navrhnutý s guľovou dutinou v strede, ktorá zachytáva vzduch, keď je mikrobot ponorený do tekutiny. Keď na vzduchovú bublinu zasiahne akustická vlna, napríklad ultrazvuk, zavibruje a poháňa malého robota dopredu. Mikrobot má pritom priemer len 20 mikrometrov, čiže je niekoľkonásobne menší ako je šírka ľudského vlasu.
Aby sa maximalizoval nelineárny pohyb, mikrobot bol vybavený symetrickými a asymetrickými plutvami, ktoré spôsobujú jeho rotáciu v orbitálnom pohybe a dodávajú mu vzhľad veľmi malej rakety. Plutvy tiež umožňujú mikrobotu pohybovať sa rýchlosťou približne 3 mm za sekundu, čo predstavuje približne 9 000-násobok jeho vlastnej dĺžky za minútu.
Výskumníci testovali svoje mikroboty na močových mechúroch myší. Chceli zistiť, či roboty dokážu dodávať lieky priamo do močového mechúra na liečbu intersticiálnej cystitídy, chronického stavu známeho ako syndróm bolestivého močového mechúra. Príznaky intersticiálnej cystitídy zahŕňajú bolesť alebo tlak močového mechúra a panvy a časté nutkanie na močenie.
Vyrobili tisíce mikrorobotov s vysokými koncentráciami dexametazónu, bežného steroidného lieku, zapuzdreného v ich polymérnej matrici. Keď boli mikroboty vypustené, výskumníci zistili, že sa zachytili na stene močového mechúra a počas dvoch dní uvoľnili viac ako 90 % dexametazónu.
Vedci plánujú pokračovať v práci na svojich mikrorobotoch a nakoniec ich urobiť plne biologicky odbúrateľnými, aby sa časom rozpustili v tele. V budúcnosti vidia celý rad ich aplikácií.
„Ak dokážeme prinútiť tieto častice, aby fungovali v močovom mechúre, môžeme dosiahnuť trvalejšie uvoľňovanie liečiva a pacienti by možno nemuseli chodiť na kliniku tak často,“ povedal Jin Lee, hlavný autor štúdie.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Small.
Video na začiatku článku, ktoré si môžete pozrieť aj priamo TU, ukazuje, ako sa mikrorobot tlačí a pohybuje sa v orbitálnom pohybe po aktivácii akustickým poľom.
