Группа инженеров из University of Colorado Boulder (CU Boulder) разработала новый класс микророботов, которые могут с относительно высокой скоростью перемещаться по жидкости. Команда надеется, что в будущем они смогут доставлять рецептурные лекарства в труднодоступные места внутри человеческого организма.
Исследователи описали своих микророботов в статье, опубликованной в журнале Small.
"Представьте себе, если бы микророботы могли выполнять определенные задачи в организме, например, неинвазивные операции, - говорит Джин Ли, ведущий автор исследования и постдокторант кафедры химической и биологической инженерии. - Вместо того, чтобы резать пациента, мы можем просто ввести роботов в организм с помощью таблетки или инъекции, и они сами проведут операцию".
Ли и его коллеги еще не достигли этой цели, но новое исследование - это большой шаг вперед для крошечных роботов.
Ширина каждого микроробота составляет 20 микрометров, что в несколько раз меньше толщины человеческого волоса. Они способны перемещаться со скоростью около 3 миллиметров в секунду, что примерно в 9000 раз больше их собственной длины в минуту. В пресс-релизе университета указывается, что "в относительном выражении это во много раз быстрее гепарда".
В новом исследовании группа задействовала множество таких микророботов для доставки доз дексаметазона, синтетического глюкокортикостероида, в мочевые пузыри лабораторных мышей. Полученные результаты позволяют предположить, что микророботы могут стать полезным инструментом для лечения заболеваний мочевого пузыря и других болезней у людей.
"Микророботы вызывают большой ажиотаж в научных кругах, но для нас они интересны тем, что мы можем создать их для выполнения полезных задач в организме", - сказал К. Уайатт Шилдс, соавтор нового исследования и доцент кафедры химической и биологической инженерии.
Команда создает своих микророботов из биосовместимых полимеров, используя технологию, похожую на 3D-печать. Машины оснащены тремя крошечными плавниками. В каждом из роботов находится маленький пузырек с воздухом, который под воздействием акустического поля, подобного тому, которое используется в ультразвуке, начинают вибрировать, отталкивая воду и двигая роботов вперед.
Чтобы испытать своих микророботов, исследователи обратили внимание на распространенную проблему людей - заболевание мочевого пузыря. Интерстициальный цистит, также известный как синдром болезненного мочевого пузыря, поражает миллионы людей. Часто пациентам приходится приходить в клинику несколько раз в течение нескольких недель, где врач вводит жесткий раствор дексаметазона в мочевой пузырь через катетер.
Ли считает, что микророботы могут принести некоторое облегчение. В лабораторных экспериментах исследователи изготовили микророботов, содержащих высокую концентрацию дексаметазона. Затем они ввели тысячи этих ботов в мочевые пузыри лабораторных мышей. В результате микророботы рассеялись по органу, а затем прилипли к его стенкам, что, вероятно, затруднило бы их выведение.
Попав туда, машины медленно высвобождали дексаметазон в течение примерно двух дней. По словам Ли, такой постоянный поток лекарств может позволить пациентам получать больше препаратов в течение более длительного периода времени, что улучшит результаты лечения пациентов. Он добавил, что группе предстоит проделать большую работу, прежде чем микророботы смогут перемещаться по реальным человеческим телам. Для начала, группа хочет сделать машины полностью биоразлагаемыми, чтобы они в конечном итоге растворялись в организме.
"Если мы сможем заставить эти частицы работать в мочевом пузыре, - сказал Ли, - тогда мы сможем добиться более устойчивого высвобождения лекарств, и, возможно, пациентам не придется так часто приходить в клинику".
Комментарии
(0) Добавить комментарий