Покрыв робот антителами, исследователи смогли извлечь из крови редкие раковые клетки у всех 23 пациентов с раком печени, что демонстрирует его потенциал для будущего мониторинга и диагностики.
Учёные разработали крошечного мягкого робота, поверхность которого покрыта волосоподобными структурами. Он способен управлять потоком крови, помогая лекарствам достигать стенок сосудов, ускоряя разрушение тромбов и улавливая редкие раковые клетки.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Исследователи из Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society, The Chinese University of Hong Kong и Chinese PLA General Hospital в Китае создали устройство под названием CiliaVine. В перспективе оно может позволить более точно доставлять лекарства, лечить тромбозы и, возможно, использоваться для мониторинга рака, улавливая опухолевые клетки, циркулирующие в кровотоке.
Робот крепится к медицинскому проводнику и использует магнитные поля, чтобы приводить в движение крошечные гибкие волосоподобные структуры, известные как реснички (цилии), задавая им разные режимы движения.
В исследовании, (источник на английском языке) учёные проверили его способность разрушать тромбы и доставлять лекарства в лабораторных моделях, а также улавливать опухолевые клетки в образцах крови пациентов с раком печени и внутри организмов кроликов с печёночными опухолями.
В норме кровь течёт по сосудам ровными слоями. Такой режим благоприятен для циркуляции, но затрудняет перемещение лекарств, частиц или клеток поперёк кровотока.
Исследователи спроектировали робота так, чтобы он локально нарушал этот поток. В зависимости от того, как запрограммировано магнитное поле, его реснички могут перекачивать материал к стенке сосуда, оттягивать его от стенки или создавать крошечные вихри, перемешивающие окружающую жидкость.
В лабораторных экспериментах робот помог доставить к стенке сосуда большее количество модельного лекарства.
Общее количество препарата, достигшего стенки, оказалось на 146% выше по сравнению с тем, когда лекарство просто распространялось естественным путём, а на 75% больше препарата достигло области на 1 мм за пределами стенки сосуда.
Учёные также проверили, может ли робот способствовать растворению тромбов. В модельном сосуде, где применялся тромболитический препарат tPA, тромбы растворялись примерно за 40 минут при работе робота, тогда как без него в среднем требовалось около 70 минут.
Согласно исследованию, крошечный робот можно использовать и для мониторинга рака. Покрыв робота антителами, исследователи смогли захватывать циркулирующие опухолевые клетки — редкие раковые клетки, попадающие в кровоток, — в образцах крови всех 23 пациентов с раком печени, обследованных в Chinese PLA General Hospital в Китае.
Команда также испытала робота внутри живых кроликов с печёночными опухолями: его вводили в крупную вену через катетер и управляли им с помощью магнитного поля в течение 20 минут. В исследованных участках сосудов не обнаружили признаков воспаления или повреждения тканей.
Эта технология пока не тестировалась как лечебный или диагностический инструмент у людей. Однако исследователи считают, что в будущем она может позволить направленно управлять лекарствами и клетками прямо внутри определённых участков кровотока, а не полагаться только на естественное движение крови, чтобы доставить их к цели.