Sićušni roboti dopremaju lekove direktno do infekcije srca: Nova alternativa rizičnim operacijama
Dodajte Kurir u vaš Google izbor- Inženjeri sa Univerziteta Džons Hopkins razvili su sićušne magnetne robote koji dopremaju antibiotike direktno do infekcije u srcu. Sistem bi mogao da bude alternativa rizičnoj operaciji na otvorenom srcu i dugoj intravenskoj terapiji.
- Roboti rade u paru: jedan se pričvršćuje za srčano tkivo, a drugi donosi lek i postepeno ga oslobađa na mestu infekcije. Testovi na modelima srca i svinjskom tkivu pokazali su da se kreću i u uslovima simuliranog protoka krvi.
Inženjeri sa Univerziteta Džons Hopkins razvili su robote veličine vrha olovke, namenjene kretanju kroz telo kako bi dopremili lekove do infekcija unutar srca koje neprestano kuca.
Ovi roboti, osmišljeni kao alternativa rizičnim operacijama na otvorenom srcu i neefikasnoj intravenskoj terapiji za lečenje po život opasnih infekcija srca, mogli bi da se koriste i za lečenje drugih bolesti koje je teško dosegnuti, uključujući rak, uz manje invazivne i preciznije metode.
- Dovoljan je samo mali ubod da biste ubacili mikrorobota i obavili proceduru bez infekcije ili gubitka krvi. Nije vam potreban ni hirurg koji bi njime upravljao kako bi lekovi bili dopremljeni na pravo mesto pouzdano, bezbedno i efikasno - rekao je glavni autor studije Aksel Kriger, stručnjak za medicinsku robotiku poznat po razvoju robota koji izvode operacije bez ljudske pomoći.
Postoje mnoge oblasti, osim infekcija srca, u kojima bi ova vrsta ciljane terapije lekovima i roboti kojima se može upravljati mogli da imaju značajnu ulogu. Ovo je zaista nova granica hirurške robotike.
Direktno dopremanje antibiotika do srčanog tkiva
Svake godine oko 50.000 ljudi u Sjedinjenim Američkim Državama oboli od endokarditisa, infekcije srčanog tkiva. Uobičajeno lečenje podrazumeva višenedeljnu intravensku primenu antibiotika, koja često ne daje željene rezultate jer lekovi postanu previše razblaženi do trenutka kada stignu do srca. Lekarima tada preostaju dve rizične mogućnosti – propisivanje većih doza antibiotika, koje mogu biti toksične, ili izuzetno rizična operacija na otvorenom srcu.
Kako bi lekove dopremili direktno do inficiranog srčanog tkiva, istraživački tim razvio je robote pokretane magnetima, nazvane mil roboti (millirobots) zbog svoje veličine. Široki su približno koliko i vrh olovke ili glava šibice, a dugački otprilike koliko i zrno pirinča.
Roboti funkcionišu u paru. Jedan od njih, koji istraživači nazivaju modulom igle, nežno se pričvršćuje za srčano tkivo na mestu infekcije. Tu služi kao stanica za pristajanje, ostajući pričvršćen za srce koje kuca i čekajući drugi robot, modul za lek.
Modul za lek prenosi terapiju do stanice za pristajanje, gde se spaja pomoću magnetne sile i postepeno oslobađa antibiotike upravo na mestu na kojem su najpotrebniji.
Oba robota su magnetna i njima se bežično upravlja pomoću spoljašnjeg sistema elektromagnetnih kalemova, koji funkcioniše slično uređaju za magnetnu rezonancu.
Upotreba dva mala robota umesto jednog većeg omogućava uređaju da dopre do uskih i teško dostupnih delova tela. Modul igle može da ostane pričvršćen za tkivo dok se modul za lek menja, što omogućava ponovljene doze terapije ako su potrebne.
- Magnetno navođenje je uzbudljivo jer robot ne mora sam da obezbeđuje energiju. Ne nosi baterije ni motore. Lekovi se mogu bezbedno dopremati pomoću tehnologije slične onoj koja koristi gradijente i magnetna polja u magnetnoj rezonanci. Međutim, umesto da se koristi za snimanje, ona pokreće mil robote- rekao je Kriger.
Roboti funkcionišu u paru. Jedan, nazvan modul igle, nežno se pričvršćuje za srčano tkivo na mestu infekcije i služi kao stanica za pristajanje. Drugi prenosi lek do njega i postepeno oslobađa antibiotike. Oba robota pokreću magneti, a njima se bežično upravlja spoljašnjim sistemom elektromagnetnih kalemova, sličnim onom koji se koristi u magnetnoj rezonanci.
Prvi testovi i nada u brže lečenje
Istraživači su uspešno testirali robote na modelima srca koji verno oponašaju ljudsko srce, kao i na stvarnom svinjskom srčanom tkivu. Roboti su se kretali nesmetano i autonomno, čak i u uslovima simuliranog protoka krvi.
- Robota sa malom kapsulom leka možemo da ubrizgamo u venu, odakle će putovati do mesta na kojem je potrebno dopremiti terapiju. Sve to se obavlja uz minimalnu invazivnost - rekao je prvi autor studije Anuruda Batasarži, nekadašnji postdoktorand na Univerzitetu Džons Hopkins, a sada docent na Univerzitetu Alabama u Birmingemu.
Osim što bi mogli da uklone potrebu za operacijom na otvorenom srcu, roboti bi mogli da omoguće da se terapija lekovima primeni za nekoliko sati, umesto da traje nedeljama.
- Kada se lekovi primenjuju intravenski, terapija obično traje četiri do šest nedelja. Međutim, uz ove robote, cela procedura mogla bi da traje 10 minuta, možda sat vremena ako je potrebno nekoliko ponavljanja - rekao je Batasarži. Ako sve bude funkcionisalo kako treba, lečenje koje traje četiri do šest nedelja moglo bi da se skrati na jedan dan ili manje.
Moguća primena i u lečenju raka
Istraživački tim smatra da bi roboti mogli da budu korisni i za ciljano dopremanje lekova koji se koriste u borbi protiv raka, naročito na mestima na kojima se bolest širi.
U narednoj fazi istraživanja naučnici planiraju da testiraju robote na realističnijim modelima srca, koji će uključivati kontrakcije mišića i pokrete karakteristične za srce koje kuca.
Rad je nedavno objavljen u časopisu Advanced Materials Technologies.
Izvor: medicalxpress.com/Zdravlje.Kurir.rs