Zmiennokształtne roboty podniosą efektywność leczenia nowotworów

Badacze opracowali mikroskopijne zmiennokształtne roboty, które mogą zwiększyć skuteczność leczenia nowotworów. Maszyny sterowane magnesem potrafią dostarczyć lek bezpośrednio do komórek rakowych, zwiększając skuteczność terapii oraz chroniąc przed skutkami ubocznymi.

Aktualnie największym zagrożeniem dla ludzkości są nowotwory, które każdego roku zabijają dziesiątki tysięcy osób w praktycznie każdym wieku. Leczy się je chemioterapią, która wprawdzie jest skuteczna przeciwko wielu typom nowotworów, ale jej skutki uboczne czynią spustoszenie w organizmie. Gdyby udało się dostarczyć leki bezpośrednio do komórek rakowych, pozwoliłoby to zmniejszyć nieprzyjemne objawy.

Roboty zwiększą skuteczność leczenia nowotworów

Naukowcy opracowali jednak nowe roboty, które mogą okazać się niezwykle pomocne w leczeniu nowotworów. Zmiennokształtne maszyny wyglądające jak niewielkie rybki, za pomocą magnesów są kierowane bezpośrednio do komórek rakowych. Po dotarciu do właściwej lokalizacji w ciele, zmiana pH powoduje, że roboty otwierają rybie usta, aby dostarczyć ładunek leków.

W przeszłości projektowano już roboty w mikroskali o wielkości poniżej 100 µm, przeznaczone do manipulowania małymi przedmiotami. Nie mogły jednak zmienić kształtu, potrzebnego do wykonywania skomplikowanych zadań, takich jak wypuszczanie lekarstwa. Co prawda niektórzy naukowcy potrafią projektować drukowane obiekty 4D, lecz dotąd potrafiły wykonywać tylko proste czynności. Należy tu wyjaśnić, że obiekt 4D to drukowane urządzenie 3D, które może zmieniać kształt w odpowiedzi na określony bodziec.

W ramach nowych badań zespół naukowców opracował zmiennokształtne mikroroboty, naprowadzane magnesem do wybranego miejsca w organizmie. Ponieważ guzy są kwaśne, maszyny opracowano w taki sposób, aby zmieniały kształt w odpowiedzi na obniżone pH.

Pierwsze mikroroboty stworzono za pomocą hydrożelu reagującego na pH i miały kształt krabów, motyli lub ryb. Zespół był w stanie dostosować gęstość druku w określonych obszarach robota, takich jak krawędzie pazurów kraba, skrzydełka motyla czy pysk ryby. W ten sposób zakodowano zmiany kształtu w reakcji na zmieniające się pH.

Odrębną kwestią było uczynienie maszyn magnetycznymi, aby można je było naprowadzać za pomocą magnesu. Ten problem rozwiązano poprzez umieszczenie je w zawiesinie nanocząstek tlenku żelaza.

Brak skutków ubocznych chemioterapii

W czasie testów sprawdzono możliwości różnych typów robotów. Maszyna w kształcie ryby ma regulowane usta, które można otwierać i zamykać. Odkryto również, że tym kształtem można sterować przez symulowane naczynia krwionośne, aby dotrzeć do komórek rakowych w określonym obszarze szalki Petriego. Gdy pH roztworu w naczyniu spadło, wówczas ryba otworzyła usta, aby uwolnić lek zabijający pobliskie komórki rakowe.

Przeprowadzone badania są dowodem na to, że koncepcja działa. Niestety zanim uda się rozpocząć pierwsze próby kliniczne na ludziach minie jeszcze wiele lat, gdyż przed naukowcami jest wiele pracy. Przede wszystkim należy jeszcze bardziej zmniejszyć roboty, aby mogły swobodnie poruszać się po naczyniach krwionośnych w ludzkim ciele. Trzeba także opracować metody obrazowania, umożliwiające identyfikację robotów wewnątrz ciała i śledzenie ich ruchu.

Źródło