Ученые из университета науки и технологии Китая в сотрудничестве с другими учеными разработали микророботов, изменяющих форму, которые направляются в целевую область тела с помощью магнитов, а затем высвобождают лекарственный груз при реакции на местную среду. Применение, которого добивались исследователи, предполагает направление микророботов к твердой опухоли с помощью магнитов вне тела, а затем естественная кислая микросреда опухоли стимулирует изменение формы, что приводит к локальному высвобождению химиотерапевтического препарата. 

О своем проекте ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале ACS Nano.

Исследователи придумывают множество хитроумных способов доставки лекарств в точные места организма, и эта новейшая технология не является исключением. Микророботы состоят из изготовленной при помощи 3D-печати формы из гидрогеля, реагирующей на рН. Ученые настроили плотность печати в определенных местах таким образом, чтобы маленькие структуры изменяли форму предсказуемым и полезным образом в условиях низкого pH. Эта способность добавляет дополнительное “измерение”, и китайские ученые назвали процесс 4D-печатью.

Например, один из проектов состоит из микроробота в форме рыбы, который открывает рот в кислой среде и выпускает лекарство, содержащееся в его брюхе. Другой – краб, который может удерживать что-то в своей клешне и затем выпускать это, когда это необходимо, а третий – бабочка, которая может двигать крыльями.

Другая проблема связана с маневрированием микророботов в нужной области, например, в месте расположения твердой опухоли. Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к магнитам. Они намагнитили крошечные микророботы, погрузив их в суспензию из наночастиц оксида железа, что позволило им использовать магниты для перемещения крошечных устройств. Теоретически это может означать, что микророботами можно управлять дистанционно и минимально инвазивно, когда они находятся в теле, путем применения извне магнитных полей.

На данный момент команда испытала микророботов в искусственных кровеносных сосудах в чашке Петри, где также содержались раковые клетки. Они успешно провели микророботов по кровеносным сосудам к раковым клеткам, где изменили рН, чтобы имитировать естественную кислую микросреду опухоли. Роботы меняли форму и высвобождали свой лекарственный груз, убивая клетки.

В будущем исследователям необходимо будет сделать структуры меньше, чтобы они могли проходить через реальные кровеносные сосуды, но технология, безусловно, выглядит многообещающей для адресной доставки лекарств. 

Источник

24.11.2021