Převrat v medicíně: Mikroroboti velikosti vlasu ničí nádory, navigují tělem a umožňují přesné zobrazení

Vědci z Michiganské státní univerzity (MSU) ve spolupráci s Henry Ford Health a Arizonskou státní univerzitou představili průlomový design mikrorobotů nazvaných TriMag.

Vědci z Michiganské státní univerzity (MSU) ve spolupráci s Henry Ford Health a Arizonskou státní univerzitou představili průlomový design mikrorobotů nazvaných TriMag. Tyto nástroje, menší než lidský vlas, spojují tři klíčové funkce: přesné navádění tělem pomocí magnetických polí, sledování v reálném čase pomocí pokročilého zobrazování a cílené zahřívání k ničení nádorových buněk. Cílem je zásadně usnadnit lékařskou péči, snížit bolest, omezit vedlejší účinky a urychlit hojení pacientů.

Současné mikroroboty mají omezené možnosti přesného zobrazení v reálném čase hluboko v tkáních. Design TriMag však umožňuje spolehlivě stavět, sledovat a aktivovat mikroroboty hluboko uvnitř lidského těla. Mikroroboty mohou být injekčně podány, spolknuty nebo aplikovány na kůži. Magnety umístěné mimo tělo pacienta je pak navádějí k přesným cílům. Zobrazování magnetickými částicemi (MPI) umožňuje jasné sledování mikrorobotů v hlubokých tkáních a vytváří trojrozměrné snímky v reálném čase bez radiace nebo rušení orgány či kostmi.

Pro léčbu rakoviny se využívá magnetické zahřívání, které dokáže ničit nádorové buňky vysoce cíleným procesem, jenž chrání okolní zdravou tkáň. Mikroroboty zahřívají pouze rakovinné nádory, nikoli zdravé orgány, což by mohlo vést k cílenější a méně poškozující léčbě. Struktura mikrorobotů je inspirována přírodou a napodobuje spermie tvarem i pohybem, což jim umožňuje efektivní pohyb ve viskózním prostředí, jako je lidské tělo.

Kromě léčby rakoviny by mikroroboty mohly přinést revoluci i v dalších oblastech. Mohly by například zefektivnit a zmenšit invazivnost očních zákroků, protože by lékaři mohli navádět mikroroboty přesně na místo vyžadující léčbu, namísto injekcí přímo do oční bulvy. Předoperační zobrazování by mohlo být bezpečnější díky použití mikrorobotů k přenosu kontrastních látek. Složité mozkové operace by se mohly stát méně invazivními, což by vedlo k rychlejšímu zotavení pacientů a snížení bolesti.

Mikroroboty TriMag byly vyrobeny pomocí vysoce přesné 3D tiskárny. Po splnění svého úkolu se bezpečně biologicky rozloží, neboť jsou vyrobeny z jedlých polymerů (podobných materiálům v rozpustných lékových kapslích) a drobných částic oxidu železa. Jejich složky jsou buď přirozeně využity tělem (například železo pro hemoglobin), nebo odstraněny běžnými procesy. Ačkoli lidské testy jsou ještě roky vzdálené, tento průlom představuje jednu z nejsilnějších platforem pro vývoj mikrorobotů, které by se mohly dostat do klinického použití.