Ученые создали новую модель микророботов, которые могут точечно доставлять препараты, а после — растворяться без вреда для организма.
Минимально инвазивная диагностика, доставка лекарств прямо до места назначения и многое другое — всё это стало возможно, когда биомедицинская инженерия сделала стремительный скачок вперед, представив миру первые разработки микро- и наноробототехники.
Последние два десятилетия исследователи продолжают делать шаг за шагом в этом пока еще малоизученном микромире, изобретая всё новые структуры, материалы и механизмы. Ведь для того чтобы микророботы могли эффективно работать в человеческом организме, они должны обладать рядом характеристик: быть устойчивыми к различным средам, обладать достаточной степенью контрастности на изображении, чтобы таких роботов всегда можно было визуализировать в режиме реального времени и наводить исключительно на необходимые участки; а также быть в достаточной степени биосовместимыми и биоразлагаемыми, чтобы не пришлось прибегать к хирургическому вмешательству для их удаления. Кроме того, такой робот должен вмещать в себя необходимое количество вводимого препарата, то есть, обладать некоторой «грузоподъемностью».
Среди последних разработок можно отметить создание микророботов на акустическом приводе. Они обладали достаточным профилем безопасности и легко управлялись, оставалось лишь решить задачу с их стабильностью в средах организма, что недавно удалось группе ученых из Калифорнийского технологического института.
Микророботы, созданные этими исследователями, представляют собой сферические микроструктуры из гидрогеля — изначально жидкого или высоковязкого материала, который изменяет свою плотность под воздействием различных факторов. Такой состав позволяет удерживать большое количество жидкости, делая микророботов более биосовместимыми, а технология 3D печати дает возможность сделать роботов двухфазными: гидрофильными снаружи и гидрофобными внутри. Это, в свою очередь, позволяет использовать внешнюю сферу робота для доставки терапевтического груза к целевому участку в организме.
Размер же такого робота составляет около 30 микрон, что примерно равно диметру человеческого волоса.
Данные микророботы уже были успешно протестированы в качестве инструмента доставки препарата мышам с опухолью мочевого пузыря. Исследователи обнаружили, что в группе, в которой введение терапевтического средства осуществлялось микророботами, наблюдалась большая выраженность в уменьшении опухоли по сравнению с группой, в которой препарат вводился инъекционно, а также с группой плацебо.
Авторы полагают, что этот метод доставки препаратов может иметь большие перспективы.
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241211143603.htm
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adp3593
