Швейцарские ученые разработали управляемых микророботов для доставки лекарств к тромбам

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) создали и испытали систему, состоящую из магнитоуправляемых микророботов, предназначенных для адресной доставки медикаментов. Технология направлена на лечение инсультов путем растворения тромбов непосредственно в месте их образования, что позволяет избежать побочных эффектов, связанных с системным введением препаратов.

Микроробот представляет собой сферическую капсулу, покрытую растворимой гелевой оболочкой. Внутри капсулы находится лекарственное вещество, например, для растворения тромбов. В конструкцию интегрированы наночастицы оксида железа, которые позволяют управлять движением робота с помощью внешних магнитных полей. Для отслеживания перемещений капсулы в организме в режиме реального времени с помощью рентгеновской флюороскопии используются наночастицы тантала, выполняющие функцию контрастного вещества.

Для навигации в сложных условиях кровотока была создана модульная электромагнитная система. Она использует три различные магнитные стратегии, позволяющие перемещать микроробота вдоль стенок сосудов со скоростью до 4 мм/с и удерживать его в заданной точке, несмотря на ток жидкости. Высвобождение лекарства происходит по команде. Применение высокочастотного магнитного поля вызывает локальный нагрев наночастиц оксида железа. Это тепло приводит к растворению гелевой оболочки, и препарат попадает непосредственно на тромб или в другую целевую область.

Эффективность системы была подтверждена в ходе лабораторных испытаний на силиконовых моделях, с высокой точностью имитирующих кровеносные сосуды человека. В этих условиях микророботы продемонстрировали способность доставлять препарат к искусственно созданному тромбу и растворять его. Заявленная точность доставки в тестовых сценариях превысила 95%.

Дальнейшие тесты in vivo проводились на животных. Роботов успешно направляли по сосудам свиней, а также в анатомически сложной среде спинномозговой жидкости овец. Помимо лечения ишемического инсульта, технология рассматривается как потенциальный инструмент для таргетной терапии локализованных опухолей и инфекций. Команда разработчиков ведет работу по подготовке технологии к клиническому применению. Следующим этапом запланировано проведение испытаний с участием людей.