Kolejne przełomy związane z robotyzacją w medycynie obserwujemy praktycznie co roku. Marzeniem lekarzy jest wykorzystanie mikro- lub nanobotów do leczenia organizmu od środka. Ma to być możliwe m.in. dzięki precyzyjnemu dostarczaniu leków, w konkretne miejsce, bez angażowania “niepotrzebnych” układów czy organów. Będzie to bezpieczniejsze dla pacjenta i efektywniejsze dla samego działania leku.
MANiAC to jeden z najnowszych mikrobotów, który został zaprojektowany do użytku w wymagającym środowisku centralnego układu nerwowego (CUN).
Prosto do celu
Chwytliwa nazwa MANiAC to akronim od Magnetically Aligned Nanorods in Alginate Capsules. Został on opracowany przez uczonych z Purdue University w Indianie, a wstępne wyniki jego testów zostały opisane w Frontiers in Robotics and AI.
Podobnie jak w przypadku innych systemów precyzyjnego dostarczania leków, na MANiAC-a zostaje załadowany odpowiednia substancja lecznicza, która jest transportowana w potrzebne miejsce przy pomocy zewnętrznego pola magnetycznego. Dopiero gdy MANiAC dotrze na miejsce, uwalnia swój ładunek.
To znakomite rozwiązanie, które ogranicza ryzyko wystąpienia działań niepożądanych w przypadku leków zażywanych doustnie lub wstrzykiwanych do krwiobiegu. Ponieważ za pomocą MANiAC lek jest uwalniany dopiero w konkretnym miejscu, potrzeba mniej substancji czynnej, bo nic nie jest “gubione” po drodze.
Każdy MANiAC składa się z grupy magnetycznych tzw. nanorodków niklowych, zamkniętych w miękkiej sferycznej powłoce alginianowej. Po poddaniu działaniu pola magnetycznego – które może być generowane przez elektromagnes umieszczony poza ciałem pacjenta – mikrobot zaczyna poruszać się zgodnie z kierunkiem obrotu. Poprzez powolne przesuwanie elektromagnesu, możliwe jest prowadzenie MANiAC-a z jednego miejsca w drugie.
Robot prowadzony za magnetyczną rękę
W testach laboratoryjnych mikroboty były w stanie wspinać się po przeszkodach o nachyleniu do 45o i poruszać się pod prąd podczas przepływu płynu podobnego do tego, jakiego doświadczają w CUN. Były również w stanie przemieszczać się po tkance mózgowej szczurów, a następnie zatrzymywać się w określonych miejscach tej tkanki, uwalniając zielony barwnik, który symulował lek.
Naukowcy mają teraz nadzieję, że kiedyś będzie możliwe wstrzyknięcie MANiAC do rdzenia kręgowego, a następnie poprowadzenie ich przez płyn mózgowo-rdzeniowy do mózgu, omijając barierę krew-mózg.
Wyniki te są wstępne, a samą metodę wciąż uważamy za eksperymentalną. Przedstawiliśmy jednak mocne dowody na to, że małe, miękkie, oparte na kapsułkach mikroboty mają potencjał do kontrolowanego, miejscowego dostarczania leków w chorobach układu nerwowego.prof. David Cappelleri z Purdue University w Indianie
