Роботизированные лейкоциты могут доставлять лекарства

В будущем многие болезни можно лечить с помощью крошечных роботов, плавающих в крови и доставляющих лекарства. Последнее испытание этих видов медицинских машин было проведено исследователями из Института Макса Планка, которые черпали вдохновение из белых кровяных клеток, чтобы создать новый дизайн микро-робота, который может двигаться против течения кровотока.

Роботы — это по существу микрочастицы, шириной менее восьми микрометров. Одна половина покрыта тонкой пленкой никеля и золота, в то время как другая несет полезную нагрузку лечебного препарата. В данном тесте полезной нагрузкой были противораковые молекулы, а также антитела, которые распознают раковые клетки.

Вместо того, чтобы плавать в крови, как другие микро-роботы, новые движутся, катясь по стенкам кровеносных сосудов, так же, как это делают лейкоциты. Направление этого движения можно контролировать снаружи тела с помощью магнитного поля. При включении сторона с металлическим покрытием тянет сферы в нужном направлении.

Исследователи проверили их на лабораторных кровеносных сосудах и обнаружили, что магнитное притяжение было достаточно сильным, чтобы противостоять кровотоку. Когда роботы выключены, они просто плывут по течению, что потенциально дает ученым точный контроль над тем, где в теле движутся машины.

«Используя магнитные поля, наши микро-роботы могут перемещаться вверх по течению через имитируемый кровеносный сосуд, передвижение по которому затруднено из-за сильного кровотока и плотной клеточной среды», — говорит Юнус Алапан, ведущий автор исследования.

«Ни один из нынешних микро-роботов не может противостоять этому потоку. Кроме того, наши роботы могут автономно распознавать представляющие интерес клетки, такие как раковые клетки. Они делают это благодаря покрытию из клеточно-специфических антител на своей поверхности. Затем они могут высвобождать молекулы лекарственного средства, находясь в движении».

В своих тестах команда ученых синхронизировала роботов со скоростью до 600 микрометров в секунду, или 76 длин тела в секунду. Это делает их самыми быстрыми магнитными микро-роботоми такого масштаба.

Исследователи говорят, что рои этих роботов были бы необходимы, чтобы изменить человеческое тело. Это потому, что отдельные роботы были бы слишком малы, чтобы их можно было увидеть, используя большинство методов визуализации, и они не смогли бы нести достаточное количество лекарств самостоятельно.

Несмотря на то, что предстоит еще много работы, чтобы довести роботов до этой стадии, исследователи надеются, что эта методика позволит неинвазивно и точно лечить целый ряд заболеваний и недугов.

Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics.