Mokslas kartais juda tyliai, lyg mažais, vos matomais žingsneliais, kurie iš pirmo žvilgsnio atrodo menki. Tačiau kartais tie žingsniai – tiesiogine prasme – būna tokie maži, kad jų neįmanoma pamatyti plika akimi, o pasekmės gali pakeisti šiuolaikinę mediciną iš esmės. Šveicarijos mokslininkų sukurti mikrorobotai, dydžiu primenantys dulkių grūdelį, gali tapti vienu didžiausių pastarojo dešimtmečio proveržių gydyme ir diagnostikoje.
Šie miniatiūriniai robotai, kuriuos galima suleisti tiesiai į žmogaus kraujotaką, geba judėti venų labirintu taip tiksliai, kaip patyręs neurochirurgas pirštu seka žemėlapio liniją. Valdomi specialiai sukurtais išoriniais magnetais, jie gali pasiekti vietas, kur šiandien net pažangiausi chirurginiai įrankiai sustoja ties anatomijos ribomis.
Dulkių grūdelio dydžio medicinos agentai
ETH Ciuricho tyrėjų komanda sukonstravo nanomastelio kapsules iš tirpaus gelio. Gelio viduje – geležies oksido dalelės, atsakingos už magnetinį valdymą, ir tantalo nanodalelės, leidžiančios robotą stebėti rentgenu. Technologija reikalavo didelės inžinerinės akrobatikos: kapsulė turėjo būti pakankamai maža, kad tilptų smegenų kapiliaruose, ir pakankamai standi, kad nenukryptų nuo maršruto, padedama magnetinio lauko.
„Smegenų kraujagyslės yra tokios siaurutės, kad robotas turi būti tarsi mikrochirurgas, pasiruošęs dirbti ekstremalioje aplinkoje“, – aiškina tyrėjas Fabian Landersas.
Magnetiniai laukai, naudojami robotams valdyti, yra visiškai saugūs. Jie skirti prasiskverbti per audinius nepakenkiant ląstelėms, todėl procedūra nekelia papildomos rizikos.
Navigacija kraujotakoje: judėjimas prieš srovę
Pirmieji bandymai atlikti silikoninėse dirbtinėse kraujagyslėse jau tada atrodė pažangūs, tačiau tikrieji iššūkiai prasidėjo robotus suleidus į kiaulių kraujotaką. Rezultatai nustebino net pačius tyrėjus.
Magnetiniai laukų pokyčiai leido robotams judėti net prieš kraujo tekėjimą – iki 20 cm per sekundę greičiu. Kontrolė išliko tiksli net tada, kai slėgis arterijose buvo itin aukštas.
Tai reiškia, kad robotas gali būti nukreiptas į konkrečią vietą net ir sudėtingose arterijose, kur žmogaus chirurginė ranka paprasčiausiai netilptų.
Tikslinis krešulių gydymas – jau testuojamas
Pagrindinis šios technologijos tikslas – gydyti kraujo krešulius, kurie gali sukelti insultą. Kiekvienas mikrorobotas aprūpintas labai mažu kiekiu krešulį tirpdančių vaistų ir išlaisvina juos tiksliai toje vietoje, kur vaistas turėtų veikti.
Tyrimai rodo stulbinančius rezultatus: robotai pasiekė reikiamą vietą 95 proc. atvejų. Tai daug tiksliau nei tradicinis intraveninis gydymas, kai vaistas pasklinda visame organizme.
Tokiu būdu gydymas tampa ne tik veiksmingesnis, bet ir saugesnis – paciento organizmas nelieka veikiamas didelės koncentracijos vaistų.
Būsimi mikrochirurgai – robotai, kurie dirbs ten, kur žmogui neįmanoma
Mokslininkai nesižavi vien dabartinėmis galimybėmis – žvelgiama dar toliau. Eksperimentai su avių smegenų skysčiu rodo, kad mikrorobotai galėtų būti naudojami tikslinei vaistų terapijai ir neurologinių ligų gydymui.
Tai gali apimti:
- vaistų pristatymą į sunkiai prieinamus smegenų regionus po traumų
- navikų gydymą vietoje, nepažeidžiant sveikų audinių
- itin tikslias lokalines terapijas, kurioms dabar reikalingos sudėtingos operacijos
„Jeigu robotas gali keliauti sudėtingoje smegenų aplinkoje, atsiveria visiškai naujos gydymo galimybės“, – pabrėžia Landersas.
Gyvenimo pokytis mikroskopinio mastelio lygiu
Įsivaizduokite situaciją: vieną dieną vietoj tradicinės operacijos gydytojas paprasčiausiai suleis jums mikrorobotą, kuris pats nuvažiuos į pažeistą vietą, atliks tikslią užduotį ir galiausiai saugiai ištirps. Tai idėja, kuri prieš keliasdešimt metų atrodė iš fantastikos filmų.
Dabar ji tampa moksliniu faktu. Ir kai tokie robotai pradės keliauti žmonių kraujagyslėmis, medicina gali žengti į naują erą – tokią, kur gydymas pritaikomas milimetru tiksliau ir atliekamas beveik nematomais įrankiais.
Šaltinis: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx1708
