Τα μικρορομπότ μπορεί να γίνουν ένα αποτελεσματικό εργαλείο για τη διάσπαση των επικίνδυνων μπλοκαρισμάτων των αιμοφόρων αγγείων που προκαλούν εγκεφαλικά. Αλλά αυτά τα σφαιρικά ρομπότ τεχνικά δεν είναι αυτόνομα μηχανήματα. Αντίθετα, είναι μικροσκοπικά, μαγνητικά καθοδηγούμενα σφαιρίδια γεμάτα με φάρμακα που σώζουν ζωές, μαζί με μικρές ποσότητες ραδιενεργού ιχνηθέτη για να βοηθήσουν τους γιατρούς να παρακολουθούν το ταξίδι τους.
Οι τρέχουσες θεραπείες για ασθενείς με εγκεφαλικό περιλαμβάνουν συχνά ενέσιμα φάρμακα που διαλύουν μια απόφραξη στο αιμοφόρο αγγείο που ονομάζεται θρόμβος. Δεδομένης της τεράστιας φύσης του κυκλοφορικού συστήματος, η διαδικασία απαιτεί συχνά υψηλή δόση φαρμάκου για να διασφαλιστεί ότι η κατάλληλη ποσότητα φτάνει στην περιοχή στόχο. Αυτό καθιστά την ίδια τη διαδικασία εγγενώς επικίνδυνη, με πιθανές σοβαρές παρενέργειες, συμπεριλαμβανομένης της εσωτερικής αιμορραγίας.
Οι ερευνητές ρομποτικής στο ETH της Ζυρίχης της Ελβετίας πιστεύουν τώρα ότι μια εναλλακτική στρατηγική μπορεί να είναι στο δρόμο. Όπως αναφέρουν αναλυτικά σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Επιστήμηέχουν σχεδιάσει μια διαλυτή κάψουλα γέλης εμποτισμένη με αρκετά νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου για να τη μαγνητίσουν.
“Επειδή τα αγγεία στον ανθρώπινο εγκέφαλο είναι τόσο μικρά, υπάρχει ένα όριο στο πόσο μεγάλη μπορεί να είναι η κάψουλα. Η τεχνική πρόκληση είναι να διασφαλίσουμε ότι μια κάψουλα τόσο μικρή έχει επίσης επαρκείς μαγνητικές ιδιότητες”, δήλωσε ο ερευνητής ρομποτικής και συν-συγγραφέας της μελέτης Fabian Landers. είπε σε δήλωση.
Ο Landers και η ομάδα του πρόσθεσαν νανοσωματίδια του στοιχείου ταντάλιου για να επιτρέψουν την ανίχνευση ακτίνων Χ. Χρειάστηκαν χρόνια για να βρεθεί η σωστή ισορροπία των συστατικών, αλλά οι ερευνητές λένε ότι έχουν τώρα ένα μαγνητικό μικρορομπότ ικανό να πλοηγεί αξιόπιστα στις περίπου 360 αρτηρίες και φλέβες του ανθρώπινου σώματος.
«Τα μαγνητικά πεδία και οι κλίσεις είναι ιδανικά για ελάχιστα επεμβατικές επεμβάσεις επειδή διεισδύουν βαθιά στο σώμα και –τουλάχιστον στις δυνάμεις και τις συχνότητες που χρησιμοποιούμε– δεν έχουν επιζήμια επίδραση στο σώμα», εξήγησε ο συνεργάτης της μελέτης, μικρορομποτιστής και συν-συγγραφέας της μελέτης Bradley Nelson.
Τούτου λεχθέντος, οι μικροί παράγοντες παράδοσης είναι τόσο καλοί όσο και αποτελεσματικοί. Για να δοκιμάσουν την εφεύρεσή τους, οι Landers και Nelson χρησιμοποίησαν αρχικά έναν καθετήρα για να εγχύσουν το μικρορομπότ σε μοντέλα τεχνητής σιλικόνης αιμοφόρων αγγείων τόσο ανθρώπων όσο και ζώων. Βασισμένος σε ένα ήδη διαθέσιμο σχέδιο, ο εξειδικευμένος καθετήρας περιλαμβάνει ένα εσωτερικό οδηγό σύρμα συνδεδεμένο με μια λαβή πολυμερούς που ανοίγει για να απελευθερώσει το μικρορομπότ. Ωστόσο, δεν είναι τόσο απλό όσο η αργή καθοδήγηση της συσκευής με μία μόνο ταχύτητα μέχρι να φτάσει στον προορισμό της.
“Η ταχύτητα της ροής του αίματος στο ανθρώπινο αρτηριακό σύστημα ποικίλλει πολύ ανάλογα με την τοποθεσία. Αυτό καθιστά την πλοήγηση σε ένα μικρορομπότ πολύ περίπλοκη”, είπε ο Nelson.
Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα καθοδήγησης βασίζεται σε τρεις ξεχωριστές στρατηγικές προκειμένου να πλοηγηθεί σε κάθε αρτηριακή περιοχή σε ένα κεφάλι. Χρησιμοποιώντας ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, η ομάδα καθοδήγησε με επιτυχία και με ακρίβεια το μικρορομπότ σε ταχύτητες έως και 4 χιλιοστά το δευτερόλεπτο.
Σε ένα άλλο μοντέλο, μια μεταβαλλόμενη κλίση μαγνητικού πεδίου τράβηξε τη συσκευή κατά μήκος του ισχυρότερου πεδίου, ακόμη και ενάντια στο ρεύμα της ροής του αίματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το μικρορομπότ έφτασε σε ταχύτητα 20 εκατοστών ανά δευτερόλεπτο.
«Είναι αξιοσημείωτο πόσο αίμα ρέει μέσα από τα αγγεία μας και με τόσο μεγάλη ταχύτητα», είπε ο Landers. «Το σύστημα πλοήγησής μας πρέπει να μπορεί να αντέξει όλα αυτά».
Μετά από επιτυχημένες εργαστηριακές επιδείξεις, οι ερευνητές προχώρησαν σε κλινικές δοκιμές χρησιμοποιώντας χοίρους. Στο 95 τοις εκατό των σεναρίων δοκιμών, το μικρορομπότ παρέδωσε το φάρμακο για τον θρόμβο στον σωστό προορισμό. Η διαδικασία έδειξε επίσης πολλά υποσχόμενη στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό ενός προβάτου, υποδεικνύοντας ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πολλές άλλες ιατρικές εφαρμογές.
«Αυτό το περίπλοκο ανατομικό περιβάλλον έχει τεράστιες δυνατότητες για περαιτέρω θεραπευτικές παρεμβάσεις, γι’ αυτό ήμασταν τόσο ενθουσιασμένοι που το μικρορομπότ μπόρεσε να βρει τον δρόμο του και σε αυτό το περιβάλλον», είπε ο Landers.
Οδηγός δώρων διακοπών 2025
VIA: popsci.com
