Большая группа американских исследователей разработала крошечных роботов, известных как магнитно-ориентированные наностержни в альгинатных капсулах (magnetically aligned nanorods in alginate capsules – MANiACs), которые в будущем могут выступать в качестве средства доставки лекарств в нервную ткань. Исследование показало, что при управлении с помощью магнитного поля роботы могут двигаться против потока жидкости, преодолевать наклонные поверхности и перемещаться по нервным тканям, включая спинной мозг, и доставлять лекарственные вещества в определенные места.
Доставка лекарств перорально или внутривенно, например, для лечения рака или неврологических заболеваний, может затрагивать участки тела и нервной системы, не связанные с самим заболеванием, – объясняет Ламар Мейр из Weinberg Medical Physics, американской компании по производству медицинского оборудования и партнера по исследованию. – Адресная доставка лекарств может привести к повышению эффективности и снижению побочных эффектов за счет меньшей внецелевой дозировки.
Ранее исследователи уже пытались добиться адресного дозирования с помощью крошечных роботов для доставки лекарств в определенные места. Хотя технология находится в зачаточном состоянии, исследователи разработали различные типы микро- или миллироботов, которые могут достичь этой цели. Однако основная проблема заключается в контроле их активности при перемещении по тканям организма, и лишь немногие исследователи испытали своих роботов на прочность, проверив, как они справляются с перемещением по реальным тканям.
Чтобы решить эту проблему, команда исследователей использовала магнитные наностержни, заключенные в мягкую сферическую оболочку, которая позволяет им перемещаться по телу в ответ на внешнее магнитное поле с целью притянуть их к необходимому месту для доставки лекарств. Ученые получили мозг крысы и спинной мозг мыши, чтобы проверить способность роботов перемещаться по тканям и наносить на их поверхность краситель, заменяющий лекарство.
Чтобы испытать MANiACs в условиях, более похожих на человеческое тело, команда поместила роботов на склоны под углом 45° под магнитную стимуляцию. Роботы успешно двигались вверх против потока жидкости, который был похож на тот, с которым они столкнулись бы в нервной системе. Исследователи смогли маневрировать загруженными красителем MANiACs по поверхности нервных тканей грызунов с тонкой степенью контроля и успешно наносили краситель в определенные места. Они также повторно ввели дозу в несколько мест, чтобы увеличить количество “лекарства” в этой области.
Возможность вернуться назад и повторно ввести лекарство в те области, которые получили недостаточную дозу при первоначальном лечении, очень важна, – сказал профессор Дэвид Каппеллери, один из исследователей, участвовавших в эксперименте. – Эти результаты очень предварительные и экспериментальные, но мы считаем, что продемонстрировали убедительные доказательства того, что маленькие, мягкие микророботы на основе капсул имеют потенциал для контролируемой локальной доставки при нервных заболеваниях.
