Kas nanorobotid võivad hakata tulevikus ajusid parandama?

Pilt on illustreeriv. Foto: Shutterstock

Sfääriliste nanobotite sülemid, mis on vaevalt viirusest suuremad, võivad tulevikus päästa igal aastal sadu tuhandeid inimelusid kogu maailmas, kõrvaldades ajus surmava verejooksu, vahendab Science Alert. 

Rahvusvaheline teadlaste meeskond, mida juhivad Shanghai Jiao Tongi ülikooli ja Edinburghi ülikooli arstid, töötas välja magnetiliselt juhitavad seadmed, mis annavad verehüübimist soodustavate ainete täpsed annused läbi keha veresoonte.

Nende potentsiaalse tõhususe demonstreerimiseks juhiti miljardeid ravimit kandvaid mikroskoopilisi struktuure läbi katselooma keha, et ohutult kõrvaldada unearteri mudelaneurüsm.

Kuigi seda tehnoloogiat pole insuldiriskiga inimpatsientide peal veel katsetatud, on uuenduse taga olev meeskond nüüd kindel, et nende disain on valmis toimetama kontrollitud kogused ravimit täpsesse kohta ilma tilka kaotamata.

«Nanorobotid avavad meditsiinis uusi piire, võimaldades meil teha kirurgilisi parandusi väiksema riskiga kui tavalised ravimeetodid ja sihtida ravimeid täpselt raskesti ligipääsetavates kehaosades,» ütleb uuringu kaasautor Qi Zhou, kes on biofüüsik Edinburghi ülikoolist.

«Meie uuring on oluline samm nende tehnoloogiate lähendamiseks kriitiliste haigusseisundite ravile kliinilises keskkonnas.»

Keskmiselt vaid 300 nanomeetrise läbimõõduga osake koosneb magnetiidisüdamikust, mida ümbritseb trombiiniks nimetatav hüübimisaine, mis ise on kapseldatud kaitsva kestaga ja valmistatud ainest, mis sulab täpselt 42,5 kraadi Celsiuse juures – veidi üle inimese kehatemperatuuri.

Tehniku ​​juhendamisel magnetvälja keerdumisjõududele alludes tõmbab raudoksiidi tuum nanoosakese läbi ultraheliga kaardistatud veresoonte rägastiku. Alles siis, kui robotid on ohutult aneurüsmis, allutatakse need kiiresti vahelduvale magnetväljale, mis sulatab nende katte. See käivitab hüübimisprotsessi ja hoiab ära veresoone lõhkemise.

Uurimisrühm katsetas oma uuendusi mitmes katses, testides selle tõhusust hüübimise, sulamistemperatuuride, lagunemiskindluse suhtes ja lõpuks selle võimet kehas ohutult toimida. Nanobottide süstlahuses viidi lühikese vahemaa tagant läbi looma unearteri arteri seinas nõrgenenud mudelini, kus osakesed peatati ja sunniti käsu peale oma kasulikku lasti vabastama.

Uurijad leidsid, et kuumutamisprotsessist või ravimi kohaletoimetamisest ei ilmnenud põletiku ega tahtmatute kahjustuste tunnuseid, mis on edasiseks testimiseks hea.

Aju aneurüsmid mõjutavad umbes kolme protsenti inimestest kogu maailmas. Kuigi ainult väike osa neist puruneb, on nende eluandva sisu väljavalgumise tagajärjed kohutavad, põhjustades tavaliselt nõrkuse ja surma, mida tavaliselt nimetatakse isheemiliseks insuldiks.

Veresoonte seina õhenemise tõttu takistatakse nende rebenemist tavaliselt kirurgiliste protseduuride abil, mis piiravad nõrgenenud osa või kasutavad endovaskulaarset spiraali, et blokeerida verevool punnis tupikus.

Vaja on täiendavaid uurimusi, et tagada nanobottide liikumine inimkeha sügavustes kaugemale, kui magnetväljad praegu ulatuvad.

Kuid mis puudutab kontseptsiooni tõestust, võib see mikroskoopiline parameediku teenus ühel päeval olla ohutu ja kiire viis vältida veresoone lõhkemist.

See uurimus avaldati ajakirjas Small.