2020. 10. 21. - 09:45
Mikrorobotok szállíthatnak gyógyszert a belekben
Négyszögletű mikrorobotot fejlesztettek ki a Purdue Egyetem mérnökei, melyeket már ki is próbáltak élő állatokon: végighaladhat a vastagbélben, s így gyógyszereket is szállíthat problémásabb területekre.
Olyan apró, akár az emberi hajszál: téglalap alakú mikrorobotot alkottak a Purdue Egyetem mérnökei, majd demonstrálták is annak hatékonyságát élő állatmodellekben.
A mikrorobot hátrafelé halad a vastagbélben, ami azért lényeges, mert a cél ezeket a robotokat gyógyszerek szállítására használni – olyan emberekben, akiknek vastagbele vagy más szervei nehezebb terepet jelentenek.
Amennyiben a gyógykészítményeket közvetlenül a célhoz juttatják, számos mellékhatástól megkímélhetik a beteget. Így például a hajvesztéstől, a gyomorvérzéstől, melyeket a gyógyszerek válthatnak ki azzal, hogy útjukon kölcsönhatásba kerülnek más szervekkel. Olvasd el: Mesterséges intelligencia segítségével lehet elviselhetőbb a kolonoszkópia
A vastagbélben haladó mikrorobot ultrahangos képe
A Micromachines szaklapban közzétett tanulmány a mikrorobot első demonstrációja, mely in vivo keresztülhalad egy biológiai rendszeren. Mivel túl kicsi ahhoz, hogy elemet szállítson, áramellátását és vezeték nélküli vezérlését kívülről biztosítják, mágneses mező segítségével.
„Amikor forgó külső mágneses teret alkalmazunk ezen robotoknál, azok ugyanúgy forognak, mint egy autógumi, ha durva terepen halad - magyarázta David Cappelleri, a Purdue gépészmérnöki docense. - A mágneses mező biztonságosan behatol a különböző típusú közegekben is, ami igen fontos a robotok emberi testben történő felhasználásához.”
A kutatók a vastagbelet választották az in vivo kísérletekhez, mivel belépési pontja könnyű, de a terep maga nagyon egyenetlen.
„Egy robotot irányítani a vastagbélben olyan, mint egy embert a repülőtéren gyorsan a helyes terminálhoz terelni – mondta Luis Solorio, a Purdue Egyetem Weldon Biomérnöki Iskolájának professzor-asszisztense. – Nemcsak a padló mozog, hanem az emberek is körülötte.”
Mint mondta, a vastagbélben ezek a folyadékok és az anyagok, amelyek az út mentén haladnak, de a robot ellenkező irányba tart. Vagyis az út cseppet sem egyszerű.
A mágneses mikrorobot azonban a durva körülmények ellenére is sikeresen halad a vastagbélben - ezt a kutatók most demonstrálták is. Olvasd el: Kibővített valóság - Így javíthatja a rák diagnózisát a mesterséges intelligencia
A kutatók elaltatott egereken mutatták be a műveletet – a mikrorobotot sóoldatba helyezve juttatták be a végbélbe, majd ultrahangos berendezéssel figyelték valós időben az útját.
Kiderült az is, hogy a mikrorobot a malacok végbelében is sikerrel tud haladni, amely nagyon hasonló az emberéhez.
„Nagy állatokhoz vagy emberekhez több tucat robotra lehet szükség, ez azonban azt is jelenti, hogy több helyet célozhatunk meg több gyógyszerrel” – fogalmazott Craig Goergen, a Purdue Egyetem Leslie A. Geddes biomérnök adjunktusa. Az ő kutatócsoportja vezette a munkát, pontosabban a képalkotást a különféle szöveteken keresztül.
A Solorio laboratórium a mikrorobot azon képességét is tesztelte, hogy sóoldatos injekcióban hordozza, majd kiengedje a gyógyszert. A kutatók a mikrorobotot fluoreszkáló, hamis gyógyszerrel vonták be, amelyet a mikrorobot sikeresen szállított az oldatban, s az anyag egy órával később lassan szétoszlott a testben. Ez azt jelenti, hogy a kutatók el tudták érni a gyógyszer ellenőrzött felszabadulását.
A tanulmány kiemelte: az olcsón, polimerből és fémből készült mágneses mikrorobotok nem toxikusak és biokompatibilisek.
Diagnosztikai szempontból ezek a mikrorobotok segíthetnek, hogy ne legyen szükség a minimálisan invazív kolonoszkópiákra, mivel elősegítik a szövetek összegyűjtését. Vagy szállíthatnak gyógyszereket anélkül, hogy a szakemberek elvégeznék a hagyományos kolonoszkópiákhoz szükséges előkészítő munkát.
László Adrienn
