Nanoparticule magnetice ce navighează cu succes prin vasele de sânge complexe sunt pregătite pentru trialuri clinice
Un grup de cercetători de la ETH Zurich a realizat progrese semnificative în dezvoltarea unor nanoparticule magnetice capabile să traverseze complexe vase de sânge, având potențialul de a revoluționa tratamentele medicale pentru pacienții afectați de accidente vasculare cerebrale. Această inovativă soluție ar putea facilita livrarea medicamentelor direct la locul necesar, minimizând astfel riscul efectelor secundare asociate cu tratamentele tradiționale.
În fiecare an, aproximativ 12 milioane de persoane la nivel global suferă un accident vascular cerebral, iar multe dintre acestea se confruntă cu imposibilitatea de a-și recăpăta funcții vitale. Astăzi, tratamentele existente implică administrarea de medicamente ce dizolvă trombii, dar care se răspândesc pe întreg organismul, necesitând doze mari pentru a atinge trombul, ceea ce poate provoca sângerări interne grave.
Acum, echipa de cercetători de la ETH Zurich a reușit să dezvolte un microrobot mic, dar extrem de eficient. Acesta este alcătuit dintr-o capsulă sferică realizată dintr-un gel solubil, și este capabil să fie dirijat prin intermediul unor câmpuri magnetice, cu nanoparticule de oxid de fier ce îi conferă proprietățile magnetice necesare. Fabian Landers, autor principal al studiului și cercetător postdoctoral, explică dificultățile întâmpinate în crearea unor capsule atât de mici, dar cu suficientă forță magnetică pentru a naviga prin vasele înguste din creier.
Pentru a permite medicilor să urmărească mișcarea acestor microrobots, cercetătorii au folosit nanoparticule de tantal, care sunt utilizate frecvent în medicină, dar care posedă o densitate și o greutate mai mari, făcându-le mai dificil de controlat. Astfel, profesorul Bradley Nelson, un expert în microroboți, a subliniat importanța combinației perfecte între ingineria materialelor și cea robotică pentru atingerea acestui obiectiv provocator, dezvoltănd o sinergie eficientă.
Un aspect inovator al microrobotului este sistemul său de eliberare a medicamentului. Acesta conține ingredientul activ necesar tratamentului, iar pentru eliberarea medicamentelor, cercetătorii au aplicat un câmp magnetic de înaltă frecvență care încălzește nanoparticulele magnetice, provocând dizolvarea gelului, ce permite eliberarea substanței terapeutice. Metoda de livrare implică utilizarea unui cateter pentru injectarea microrobotului direct în sânge, urmată de o navigare electromagnetică spre țintă.
Cu scopul de a naviga cu precizie, echipa a dezvoltat un sistem modular de navigare electromagnetic ce poate fi utilizat în operații. Dificultățile în manevrarea microrobotului sunt amplificate de viteza variabilă a fluxului de sânge, care diferă semnificativ în funcție de locație. Prin combinarea a trei strategii de navigare magnetică, cercetătorii au reușit să controleze mișcarea microrobotului în toate regiunile arterelor, obținând o rată de succes de peste 95% în livrarea medicamentelor la locurile țintă.
Pentru a garanta validitatea acestor descoperiri, echipa de cercetători a creat modele de siliciu care replică cu precizie vasele sanguine ale pacienților și animalelor. Aceste modele realiste au fost esențiale pentru optimizarea strategiilor lor, demonstrând eficiența în țintirea și dizolvarea cheagurilor de sânge.
După numeroase teste de succes, echipa este pregătită să înceapă trialuri clinice umane, având în vedere potențialul acestor microroboți nu doar pentru tratamentele trombozelor, ci și pentru infecții localizate sau tumori, subliniind angajamentul lor de a putea oferi tratamente inovatoare pacienților în cel mai scurt timp. Landers afirmă că ceea ce îi motivează este dorința de a contribui la eficiența tehnologică în ajutorul pacienților, permițându-le acestora la un diagnostic și tratament mai rapid.
Inovația în domeniu continuă să avanseze, iar cercetările recente sugerează că microroboții ar putea revoluționa și alte ramuri ale medicinii, având potențialul de a schimba modul în care sunt administrate tratamentele în viitor.
