Американски учени създадоха самонасочващи се микророботи от микромехурчета, които доставят лекарства директно до тумори и значително повишават ефекта на терапията.

Учени от САЩ са разработили самонасочващи се микророботи за борба с рака, съобщава списание Nature Nanotechnology. Новият подход обещава по-прецизно и ефективно лечение, като същевременно значително опростява технологията и я прави по-достъпна за клинична употреба.

Какъв е потенциалът на микророботите в медицината

Микророботите отдавна се разглеждат като революционен инструмент в медицината – те могат да откриват огнища на заболявания, да доставят лекарства директно до засегнатите тъкани и дори да взаимодействат с клетки в организма. Досега обаче широкото им приложение беше ограничено от сложни конструкции, високи разходи и трудоемко производство.

Опростената идея: микромехурче вместо сложен робот

Екипът от California Institute of Technology прави решителна крачка напред, като предлага радикално по-прост дизайн. Вместо сложни 3D-печатни структури, учените превръщат обикновено микромехурче в микроробот.

Микромехурчетата представляват миниатюрни газови мехури, стабилизирани с обвивки от вещества като фосфолипиди. Те вече се използват в медицината – например като контрастни агенти при ехография.

Как се създават новите микророботи

Новият метод позволява създаването на хиляди микромехурчета, като върху разтвор на протеина албумин се въздейства с ултразвук. Получените структури са:

  • биосъвместими;

  • лесни за разрушаване при нужда;

  • с протеинова обвивка, към която могат да се прикрепят противоракови лекарства и контролни молекули.

Как микророботите се движат в организма

За да бъдат подвижни, мехурчетата са покрити с ензима уреаза. Той разгражда уреята в организма до амоняк и въглероден диоксид. Поради неравномерното разпределение на ензима възниква химичен дисбаланс, който задвижва мехурчето напред.

Две версии: управлявани и напълно автономни

Учените са разработили два типа микророботи:

  • Магнитно насочвани – с добавени магнитни наночастици, които позволяват управление с външно магнитно поле и проследяване чрез ултразвук.

  • Автономни – използващи естествени химични сигнали в тялото.

Туморите и възпалените тъкани отделят повече водороден пероксид. Чрез добавяне на ензима каталаза, микророботите реагират на този сигнал и се придвижват самостоятелно към тумора. Този процес се нарича хемотаксис – насочено движение в отговор на химичен стимул.

Как се освобождава лекарството

След като микророботите достигнат целта си, върху тях се прилага фокусиран ултразвук, който ги кара да се пукат и да освобождават лекарството. Така се постига по-добро проникване на препарата в туморната тъкан.

Резултатите от експериментите

При опити с мишки с рак на пикочния мехур този метод е довел до намаляване на туморната маса с около 60% за 21 дни – значително по-добър резултат в сравнение със стандартното приложение на същото лекарство.

Перспективи за бъдещето

Според авторите на изследването именно простотата, биосъвместимостта и способността за самонасочване правят тези микророботи сериозна стъпка към реалното им приложение в онкологията и други области на медицината.