Реактивные микророботы для доставки лекарств внутри тела испытаны на мышах

Микророботы, оснащённые своего рода реактивными двигателями, успешно достигали цели в кишечнике мышей.

Иллюстрация Caltech.

Микроскопический робот перемещается по организму и доставляет лекарство прямо к месту, поражённому болезнью. Фантастика? Нет. Такие устройства уже продемонстрировали способность двигаться в пищеварительном тракте подопытных животных.

Разработка описана в научной статье, опубликованной в журнале Science Robotics исследователями из США.

Устройства предназначены для борьбы с опухолями кишечника. Их конструкция предельно проста: в ней нет электроники, источников питания и так далее.

Каждый такой робот представляет собой шарик из магния диаметром около 20 микрометров. Сверху он покрыт полимером париленом, устойчивым к желудочному соку. Между париленовым слоем и магнием находится слой лекарства.

В париленовой "броне" есть отверстие диаметром около двух микрометров. Но до поры до времени оно закрыто слоем парафина, в который залит весь шарик.

Подопытных мышей не кормили в течение восьми часов, после чего заставили проглотить порцию микророботов. "Агенты" в результате двигались по опустевшему кишечнику животных, а биологи следили за их движением с помощью специальной техники визуализации – оптоакустической томографии.

Как только микророботы достигали нужного участка кишечника, на них светили инфракрасным лазером. Такое излучение хорошо проходит через живые ткани, но интенсивно поглощается магниевыми шариками.

Сферы быстро нагревались и расплавляли слой парафина. Здесь-то и приходила пора воспользоваться брешью в париленовой оболочке.

Проникая в это отверстие, вода вступала в безопасную для организма химическую реакцию с магнием. В результате образовывались пузырьки газа. Струя из этих пузырьков давала роботу своего рода реактивный двигатель. Разогнавшись, робот сталкивался со стенкой кишечника и прилипал к ней. Париленовая оболочка сминалась и высвобождала лекарство.

Со временем весь магний расходовался в химических реакциях, а пустые париленовые оболочки выходили из кишечника естественным путём. Таким образом, в организме животного не оставалось и следа микроробота.

Разумеется, управлять движением таких "реактивных целителей" было бы невозможно. В ходе эксперимента лишь часть из них доносила лекарство точно в назначенное место, остальные разбрасывали его более или менее поблизости. Но такая доставка всё равно была значительно более адресной, чем просто глотание лекарства.

Напомним, что адресная доставка медикаментов внутри тела – заветная мечта врачей. Сегодня принятые пациентом вещества разносятся кровотоком по всему организму, порой вызывая нежелательные побочные эффекты. Из-за этого медики часто вынуждены снижать дозу лекарственного вещества в ущерб его эффективности.

На данном этапе исследователи убедились в том, что микророботы доставляют лекарство в нужную часть организма. Теперь они планируют выяснить, действительно ли такое лечение поможет подопытным животным.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о роботе-медузе для плавания внутри тела, а также об устройствах для перемещения стволовых клеток и о четвероногих микророботах для доставки лекарств.