Medicinski „mikroroboti“ mogli bi jednog dana lečiti zapaljenje bešike i druge ljudske bolesti

Foto: Shutterstock

Inženjeri su napravili novu klasu „mikrorobota“ nekoliko puta manjih od debljine ljudske dlake, koji bi mogli da tretiraju ljudske bolesti kao što je intersticijalni cistitis – bolno oboljenje bešike koje pogađa milione Amerikanaca, piše Science Daily.

Tim inženjera sa Univerziteta Kolorado u Bolderu stvorio je novu klasu sićušnih, samohodnih robota koji mogu da projure kroz tečnost neverovatnom brzinom – i koji bi jednog dana mogli čak prenositi lekove do teško dostupnih mesta unutar ljudskog tela.

Preporučujemo

Istraživači opisuju te mini zdravstvene radnike u dokumentu objavljenom u žurnalu Small.

„Zamislite da mikroroboti mogu da izvršavaju izvesne zadatke u telu, kao što su neinvazivne operacije“, rekao je Đin Li, glavni autor studije i istraživač na Odeljenju za hemijski i biološki inženjering. „Umesto zasecanja u pacijenta, možemo jednostavno uvesti te robote u telo putem pilule ili injekcije, a oni bi sami obavili proceduru.“

Li i njegove kolege još nisu stigli dotle, ali novo istraživanje predstavlja veliki korak napred za sićušne robote.

Ti mikroroboti su zaista mali. Svaki je samo 20 mikrometara širok, što je nekoliko puta manje od debljine ljudske vlasi. Takođe su vrlo brzi, sposobni da putuju brzinom od oko tri milimetra u sekundi, ili otprilike 9.000 puta sopstvene dužine u minuti. To je višestruko brže od geparda, relativno posmatrano.

Oni takođe imaju veliki potencijal. U okviru nove studije, tim je uputio flote ovih mašina da prenesu doze deksametazona, uobičajenog steroidnog leka, u bešike laboratorijskih miševa. Rezultati sugerišu da bi mikroroboti mogli biti korisno sredstvo za lečenje bolesti bešike i drugih oboljenja kod ljudi.

„Mikroroboti su izazvali veliko uzbuđenje u naučnim krugovima, ali ono što ih čini interesantnima za nas jeste da ih možemo napraviti da izvršavaju korisne zadatke u telu“, kaže Vajat Šilds, kooautor nove studije i docent za hemijski i biološki inženjering.

Fantastično putovanje

Ako ovo zvuči kao naučna fikcija, upravo je tako. U klasičnom filmu „Fanstastično putovanje“, grupa avanturista putuje u smanjenoj podmornici u telo čoveka u komi.

„Film je prvi put prikazan 1966. Danas živimo u eri robota mikrometarskih i nanometarskih razmera“, rekao je Li.

On misli da bi, baš kao u filmu, mikroroboti mogli da jure krvotokom osobe, pronalazeći ciljane oblasti radi tretiranja različitih boljki.

Tim pravi mikrorobote od materijala zvanih biokompatibilni polimeri koristeći tehnologiju sličnu 3D štampanju. Mašine liče na male rakete i uključuju tri sićušna peraja. Takođe imaju još nešto: svaki robot nosi mali mehur zarobljenog vazduha, slično onome što se desi kad potopite čašu naopačke u vodu. Ako izložite mašine akustičnom polju, poput onog u ultrazvuku, mehuri će početi da vibriraju silovito, odgurujući vodu i lansirajući robote napred.

Među ostalim koautorima sa Kalifornijskog univerziteta u Bolderu su Nik Botenus, docent za mehanički inženjering, Ankur Gupta, docent za hemijski i biološki inženjering, kao i diplomirani studenti inženjeringa Ritu Radž, Kuper Tom, Nikol Dej i Pejton Martinez.

Kako bi izveli probnu vožnju svojih mikrorobota, istraživači su se odlučili za uobičajeni problem kod ljudi – oboljenje bešike.

Stiže olakšanje

Intersticijalni cistitis, takođe poznat kao sindrom bolne bešike, pogađa milione Amerikanaca i, kao što ime sugeriše, može izazvati strašan bol u predelu karlice. Tretiranje ovog problema može biti jednako neugodno. Pacijenti često moraju da idu u kliniku nekoliko puta u periodu od više nedelja, da doktor ubrizga neprijatan rastvor deksametazona u bešiku putem katetera.

Li veruje da bi mikroroboti mogli da donesu izvesno olakšanje.

U laboratorijskim eksperimentima, istraživači su napravili jata mikrorobota koji nose visoke koncentracije deksametazona. Zatim su ubacili hiljade tih mašina u bešike laboratorijskih miševa. Rezultat je bilo „Fantastično putovanje“ u stvarnom životu: mikroroboti su se raspršili po datim organima pre nego što bi se zalepili na zidove bešike, što bi verovatno učinilo teškim da se izbace putem uriniranja.

Pošto su stigle tamo, mašine su polako ispuštale deksametazon tokom perioda od otrilike dva dana. Takav postojan tok leka mogao bi omogućiti pacijentima da prime više lekova tokom dužeg vremenskog perioda, rekao je Li, što bi poboljšalo ishode za pacijente.

On je dodao da tim ima mnogo posla da uradi pre nego što bi mikroroboti mogli da putuju kroz tela stvarnih ljudi. Za početak, grupa želi da napravi svoje mašine potpuno biorazgradivim, tako da se na kraju rastvore u telu.

„Ako možemo učiniti da ove čestice rade u bešici“, kaže Li, „onda možemo postići postojanije oslobađanje leka i možda pacijenti ne bi morali da idu u kliniku tako često“.

(Telegraf Nauka/Science Daily)