Bezbolestné biopsie a přesné doručování léků: Noví mikroroboti z kovu se v těle sami rozpustí
InovaceTým vědců z Johns Hopkins University School of Medicine představil na konferenci Digestive Disease Week (DDW) 2026 průlomový výzkum biologicky odbouratelných mikrorobotů.
Tým vědců z Johns Hopkins University School of Medicine představil na konferenci Digestive Disease Week (DDW) 2026 průlomový výzkum biologicky odbouratelných mikrorobotů. Tyto drobné, tvar měnící celokovové roboty by v budoucnu mohly bezbolestně doručovat léky a odebírat vzorky tkání pro biopsii, přičemž se po splnění úkolu bezpečně rozpustí v těle, aniž by vyžadovaly extrakci.
Podle doktorky Ling Li, spoluautorky studie a instruktorky gastroenterologie a hepatologie na Johns Hopkins University School of Medicine, tyto mikroroboty jako první svého druhu kombinují odolnost a bezpečnost, což potvrdily testy na myší. Stávající biologicky odbouratelné mikroroboty jsou vyrobeny z polymerů nebo hydrogelů, které se sice rozkládají, ale postrádají pevnost a tuhost potřebnou k pronikání a řezání tkání, což celokovovým robotům umožňuje efektivní práci bez zanechání stop.
Použití mikrorobotů by jednoho dne mohlo nahradit některé konvenční, nepohodlné a invazivní endoskopické procedury. Pacient by jednoduše spolkl kapsli obsahující tisíce těchto zařízení. Uvnitř těla by se předprogramovaní mikroroboti na svém cílovém místě přeměnili, podobně jako miniaturní transformery, na drobné kleště k odběru vzorků tkání z těžko dostupných oblastí. Mohou se také transformovat na mikroinjektory pro doručování léků, což by představovalo alternativu k injekcím nebo intravenózním infuzím pro podávání biologických léčiv, jako jsou anti-TNF látky a GLP-1 léky.
Díky injekci pod slizniční výstelku gastrointestinálního traktu a cílení na konkrétní místa v těle, namísto široké distribuce léků, by tento přístup mohl výrazně zlepšit vstřebávání medikamentů. Zároveň by mohl eliminovat potřebu častých injekcí nebo návštěv klinik pro léčbu gastrointestinálních onemocnění, jako jsou zánětlivá onemocnění střev, krvácení a rakovina.
Výzkumný tým dokáže řídit napětí mezi vrstvami a způsob jejich skládání do dvourozměrných a trojrozměrných tvarů změnou tloušťky kovových vrstev. Wangqu Liu, doktorand na Johns Hopkins University Whiting School of Engineering, který mikroroboty navrhl a vyrobil, uvedl, že variabilita tloušťky vrstev a použití dalších materiálů určuje, jak dlouho kovy vydrží, než se začnou biologicky odbourávat. Rychlost degradace lze kontrolovat od minut po měsíce v závislosti na konkrétní aplikaci.
Vědci prokázali schopnost mikrorobotů proniknout do vnitřní výstelky střeva pro potenciální doručování léků v gastrointestinálním traktu myší. Rovněž ukázali, že se zařízení dokáží programově přeměnit a zavést své špičky do vrstvy tkáně těsně pod povrchem střeva, aniž by způsobila perforace nebo jiné poškození. Tým vyvinul inovativní výrobní proces bez použití kapalin, který jim umožnil vytvořit novou třídu silnějších mikrorobotů složených z ve vodě rozpustných kovů a oxidů kovů, což jim dodává biologicky odbouratelné vlastnosti. Proces využívá jen velmi malé množství kovu, typicky jen několik mikrogramů, a je navržen tak, aby zůstal v rámci stanovených bezpečnostních limitů.