Микророботы научились доставлять лекарства прямо к тромбам

Каждый микроробот — это крошечная сферическая капсула с гелевой оболочкой. Внутри находятся магнитные наночастицы оксида железа, позволяющие управлять роботом с помощью внешнего магнитного поля. Добавлены и танталовые наночастицы — контрастный агент, благодаря которому врачи могут видеть передвижение робота на рентгене.

Размер капсулы рассчитан так, чтобы она могла двигаться по тончайшим сосудам мозга. Это стало серьезной технической задачей: микроробот должен быть одновременно очень маленьким и достаточно магнитным, чтобы реагировать на управление извне.

Внутрь капсулы можно помещать разные виды лекарств — от тромболитиков до антибиотиков и противоопухолевых препаратов. Попав в нужную точку, микроробот прогревается под действием высокочастотного магнитного поля, его оболочка растворяется, и лекарство высвобождается прямо на месте.

Для попадания в организм используется особый катетер, который доставляет микроробота в кровоток или спинномозговую жидкость. После этого включается электромагнитная навигация — созданная система, способная направлять капсулу даже против сильного тока крови.

Команда разработала три стратегии движения:

• катящийся режим — вращающееся магнитное поле катит капсулу вдоль стенки сосуда;

• перемещение по градиенту поля — робот движется туда, где магнитное поле сильнее, и может идти даже против тока;

• навигация по потоку — магнит задает направление так, чтобы капсулу уносило в нужную ветвь разветвляющегося сосуда.

В 95% испытаний микроробот успешно доходил до цели и доставлял лекарство.

Чтобы отработать технологию, специалисты создали сверхточные силиконовые модели сосудов, полностью повторяющие анатомию реального пациента. На них микророботы успешно растворяли искусственные тромбы. Затем технологии проверили на животных: у свиней — в сложной системе артерий, у овец — в спинномозговой жидкости. В обоих случаях система работала так же точно, как в лаборатории.

Помимо устранения тромбов, микророботы могут пригодиться для лечения локальных инфекций или опухолей — в тех случаях, когда точечная доставка препарата особенно важна.