A Zürichi Svájci Szövetségi Műszaki Egyetem (ETH Zürich) kutatói új korszak felé tették meg az első lépést a stroke kezelésében. Egy olyan mikromedicinális robotot fejlesztettek ki, amely a véráramban haladva képes elérni a vérrögöket, és rendkívüli pontossággal segíthet azok feloldásában.
Ez a technológia új lehetőséget jelenthet a jövő minimálisan invazív kezelései számára.
A mikrorobot, amely mágneses mezővel mozog az erekben
A miniatűr eszköz egy oldható gélből készült kapszula, amely vas-oxid nanorészecskéket tartalmaz. Ezek teszik lehetővé, hogy a robot reagáljon a külső mágneses mezőkre, és pontosan oda irányítható legyen, ahol szükség van rá.
A fejlesztés legnagyobb kihívása az volt, hogy megtalálják az egyensúlyt a robot kicsiny mérete és a hatékony mágneses vezérlés között — a kutatók szerint sokéves munka vezetett a megoldáshoz.
Valós idejű követés: tantál nanorészecskék a pontos navigációért
A robot működésének nyomon követéséhez a kutatók tantál nanorészecskéket építettek a kapszulába, amelyek láthatóvá válnak röntgensugarak alatt.
Ez lehetővé teszi, hogy a robotot valós időben figyeljék, különösen olyan érzékeny területeken, mint:
- keskeny érrendszeri csatornák,
- agyi artériák,
- összetett érhálózatok.
A stabilitás kulcsfontosságú, és az anyagok kombinációja biztosítja, hogy a mikrorobot akkor is kontrollálható maradjon, amikor a véráramlás vagy a tér erősen korlátozott.
Elképesztő eredmények: 95%-os sikerarány nagy állatkísérletekben
A fejlesztést először szilikonból készült, emberi ereket utánzó modelleken tesztelték.
A robot:
- egyenletesen haladt,
- pontosan adagolta a hatóanyagot,
- és stabilan mozgott különböző átmérőjű csatornákban.
A nagy állatokon végzett későbbi tesztek megerősítették a rendszer hatékonyságát — a jelentések alapján több mint 95%-os sikerarány volt mérhető.
Három intelligens navigációs stratégia a maximális pontosságért
A mikrorobot irányítását három egymást kiegészítő technika biztosítja:
1. Gördülés az érfal mentén
A robot „végiggurul” az érfalon, ami stabil és kontrollált mozgást ad.
2. Odavonzás a legerősebb mágneses mezőkhöz
A külső mágnesekkel a robot azonnal oda húzható, ahol a legerősebb tér hat — így gyorsan átnavigálható összetett részeken.
3. Áramhasználat az elágazásokban
Az összetett érelágazásoknál a véráram energiáját is felhasználja saját előrehaladására.
Ezek kombinációja biztosítja, hogy a mikrorobot elérje az adott célt még nehezen hozzáférhető helyeken is.
Hogyan oldja fel a vérrögöt? Helyi, célzott megoldás
Amikor a robot eléri a vérrögöt, egy nagyfrekvenciás mágneses mező felmelegíti a vas-oxid nanorészecskéket, aminek hatására:
- feloldódik a gélbevonat,
- felszabadul egy trombolitikus hatóanyag,
- amely közvetlenül a vérrögre hat.
A helyi adagolás előnye, hogy:
- a gyógyszer nem oszlik el feleslegesen a szervezetben,
- csökkenhetnek a hagyományos eljárásokkal járó mellékhatások,
- a hatóanyag pontosan ott működik, ahol szükséges.
A kutatók szerint ez lehet a jövő minimálisan invazív kezeléseinek kulcsa
A projekt vezetője, Bradley Nelson professzor hangsúlyozza:
„A mágneses mezők ideálisak a minimálisan invazív eljárásokhoz, mert mélyen behatolnak a testbe, és az általunk használt intenzitások mellett nem mutatnak káros hatást.”
A technológia jövőbeli alkalmazási területei között szerepelhet:
- helyi fertőzések célzott kezelése,
- daganatos területek elérése,
- mikrosebészeti beavatkozások támogatása,
- gyógyszeradagolás extrém pontossággal.
Forradalmi lehetőség a gyógyászatban
A mikrorobotok fejlesztése új szintre emelheti a minimálisan invazív kezelési módszereket.
Ha a technológia a jövőben az embereknél is sikeres lesz, a precízió, amellyel ezek a mikrokapszulák elérik és kezelik a problémás területeket, teljesen új dimenziót nyithat a gyógyászatban.
