[ rtcg.me ]

MEDICINA I TEHNOLOGIJA

Mikrorobot umjesto skalpela

Tim inženjera s Univeriteta Kolorado Boulder dizajnirao je novu klasu sićušnih, samohodnih robota koji mogu proći kroz tečnost nevjerovatnom brzinom - i jednog dana, čak, mogu isporučiti lijekove na teško dostupna mjesta unutar ljudskog tijela.

Istraživači opisuju svoje mini pružaoce zdravstvenih usluga u radu objavljenom u časopisu Smol.
"Zamislite da mikroroboti mogu obavljati određene zadatke u tijelu, poput neinvazivnih operacija", rekao je Jin Li, glavni autor studije i postdoktorand na Odsjeku za hemijsko i biološko inženjerstvo. "Umjesto rezanja pacijenta, robote možemo jednostavno uvesti u tijelo putem pilule ili injekcije, a oni bi sami obavili postupak."

Li i njegove kolege još nijesu dovršili posao, ali novo istraživanje je veliki korak naprijed za male robote.
Mikroroboti su stvarno mali. Svaki je širok samo 20 mikrometara, nekoliko puta manji od širine ljudske dlake. Takođe su jako brzi. Sposobni su da se kreću brzinom od oko 3 milimetra u sekundi, ili otprilike 9,000 puta više od vlastite dužine u minutu. To je mnogo brže od geparda u relativnom smislu.

U novoj studiji raspoređena je flota tih robota za prevoz doza deksametazona, uobičajenog steroidnog lijeka, u mokraćne bešike laboratorijskih miševa. Rezultati sugerišu da mikroroboti mogu biti koristan alat za liječenje bolesti bešike i drugih bolesti kod ljudi.

"Mikroroboti izazvali su mnogo uzbuđenja u naučnim krugovima, ali ono što ih čini zanimljivima je to što ih možemo dizajnirati za obavljanje korisnih zadataka u tijelu", rekao je Vajat Šilds, koautor nove studije i docent hemijskog i biološkog inženjerstva.

Fantastično putovanje

Ako to zvuči kao nešto istrgnuto iz naučne fantastike, to je zato što u filmskom klasiku „Fantastično putovanje“ grupa avanturista putuje preko minipodmornice u tijelo čovjeka u komi.

"Film je snimljen 1966. Danas živimo u eri robota veličine mikrometra i nanometra", rekao je Li.

On zamišlja da bi se, baš kao u filmu, mikroroboti mogli vrtjeti kroz krvotok osobe, tražeći ciljana područja za liječenje raznih bolesti.

Tim izrađuje svoje mikrorobote od materijala koji se nazivaju biokompatibilni polimeri, koristeći tehnologiju sličnu 3D štampanju. Mašine izgledaju poput malih raketa i dolaze u kompletu s tri majušne elise. Oni, takođe, uključuju nešto dodatno: svaki od robota nosi mali mjehurić zarobljenog vazduha, sličan onome što se događa kada stavite čašu naopako u vodu. Ako izložite mašine akustičnom polju, poput onog koje se koristi u ultrazvuku, mjehurići će početi da brzo vibriraju, gurajući robote naprijed.

Ostali koautori nove studije CU Bouldera uključuju Nika Botenusa, docenta mašinstva; Ankur Guptu, docenta hemijskog i biološkog inženjerstva i apsolvente inženjerstva Ritu Rej, Kuper Toma, Nikol Dej i Pejton Martinez.

Kako bi odveli svoje mikrorobote na probnu vožnju, istraživači su bacili oko na problem velikog broja ljudi: bolest mokraćne bešike, prenosi Sajens dejli.

Olakšanje za pacijente

Intersticijski cistitis, poznat i kao bolni sindrom bešike, pogađa milione Amerikanaca i, kao što mu ime govori, može uzrokovati jake bolove u karlici. Liječenje bolesti može biti jednako neugodno. Često pacijenti moraju dolaziti u kliniku nekoliko puta tokom razdoblja od nekoliko sedmica gdje ljekar ubrizgava rastvor deksametazona u bešiku kroz kateter.

Li vjeruje da bi mikroroboti mogli pružiti olakšanje oboljelima.
U laboratorijskim eksperimentima istraživači su izradili veliki broj mikrorobota koji su nosili visoke koncentracije deksametazona. Zatim su uveli hiljade tih robota u bešike laboratorijskih miševa. Rezultat je bilo fantastično putovanje iz stvarnog života: mikroroboti su se raspršili kroz organe prije nego što su se zalijepili za zidove bešike.

Mašine su polako puštale svoj deksametazon tokom, otprilike, dva dana. Takav stalan protok lijekova mogao bi omogućiti pacijentima da primaju više lijekova tokom dužeg perioda, rekao je Li, poboljšavajući ishode za pacijente.

Dodao je da tim ima puno posla prije nego što mikroroboti budu mogli putovati kroz ljudska tijela. Za početak, grupa želi mašine učiniti potpuno biorazgradivima, kako bi se na kraju rastvorili u tijelu.
"Ako uspijemo da natjeramo te čestice da djeluju u bešici", rekao je Li, "tada možemo postići trajnije oslobađanje lijeka, a možda pacijenti ne bi morali dolaziti u kliniku tako često."

Preveo i priredio: S. Đurđić