Oamenii de știință au inventat nanoroboți care pot repara anevrismele cerebrale. Cum funcționează noua tehnologie

Un nou studiu pe animale sugerează că roboții mai mici decât cele mai multe bacterii ar putea administra medicamente direct la locul unui anevrism cerebral, prevenind un accident vascular cerebral devastator, potrivit Live Science.

Noua tehnologie a fost testată până acum doar pe iepuri. Însă, în urma unor studii suplimentare, aceasta ar putea deveni o alternativă la stenturile și spiralele care sunt utilizate în prezent pentru stabilizarea anevrismelor la pacienții umani.

Aceste implanturi pot opri sângerarea cauzată de un anevrism, în care peretele unei artere slăbește și se balonează. Dar tratamentele pot avea și probleme, cum ar fi riscul ca sângerarea să reînceapă sau ca procedura să repare doar parțial anevrismul. De asemenea, poate fi necesar să se ia anticoagulante pe termen nelimitat pentru a evita formarea cheagurilor, a declarat Qi Zhou, cercetător asociat în domeniul ingineriei bioinspirate la Universitatea din Edinburgh și coautor al unei noi lucrări care descrie nanoroboții.

„Nanoroboții noștri magnetici controlați de la distanță oferă o modalitate mai precisă și mai sigură de a sigila rapid anevrismele cerebrale fără a utiliza implanturi”, a declarat Zhou pentru Live Science. „Ele pot, de asemenea, să atenueze sarcina chinuitoare a chirurgilor de a întinde un microcateter lung și subțire prin rețele complexe de vase de sânge”.

Cât de mici sunt nanoroboții

Anevrismele se pot forma în orice arteră din organism. Atunci când se formează în creier, acestea se pot sparge și pot provoca un accident vascular cerebral. Pentru a concepe o nouă soluție pentru aceste evenimente periculoase, Zhou și colegii săi au dezvoltat nanoboți care măsoară doar 295 nanometri în diametru. Pentru comparație, un virus tipic are o lățime de aproximativ 100 nanometri, iar majoritatea bacteriilor măsoară în intervalul de 1.000 nanometri.

Fiecare robot este format dintr-un miez magnetic, un agent de coagulare numit trombină, care tratează anevrismul, și un înveliș care se topește atunci când este ușor încălzit, pentru a elibera medicamentul.

„Folosind un câmp magnetic, nanoroboții pot fi ghidați către anevrism”, a spus Zhou. „Apoi, căldura concentrată este utilizată pentru a topi acoperirea, a elibera medicamentul și a bloca anevrismul din circulația sângelui”. Această căldură este furnizată cu ajutorul unui câmp magnetic alternativ, care, în esență, creează fricțiune prin modificarea alinierii particulelor expuse la câmp. Temperatura este menținută sub 50 de grade Celsius, astfel încât să nu deterioreze țesutul corporal.

„Am constatat că nanoroboții ar putea fi ghidați cu succes către anevrism”

Ideea este că chirurgii cardiovasculari ar putea elibera aceste nanoroboți în fluxul sanguin, în amonte de anevrism, cu ajutorul unui microcateter. Astfel, medicii nu ar trebui să pătrundă prea adânc în vasele fine ale creierului.

În noul studiu, publicat joi, 5 septembrie, în revista Small, cercetătorii au testat mai întâi biocompatibilitatea nanoroboților în celule umane din vase de laborator. Un material biocompatibil poate fi introdus în țesuturile vii fără a provoca daune sau efecte secundare nedorite. De asemenea, au realizat studii preliminare pe animale, tratând trei iepuri pentru anevrisme induse artificial în arterele carotide, care alimentează creierul și capul.

„Am constatat că nanoroboții ar putea fi ghidați cu succes către anevrism într-un cadru clinic intervențional și să formeze rapid un cheag stabil pentru a-l bloca complet”, a spus Zhou.

În timpul unei perioade de monitorizare de două săptămâni, cei trei iepuri au rămas sănătoși, cu cheaguri stabile care le blocau anevrismele. Aceste cheaguri nu blochează alimentarea cu sânge a creierului, ci mai degrabă închid punctul slab al vasului, astfel încât acesta să nu se spargă.

„Această tehnologie are potențialul de a revoluționa modul în care tratăm anevrismele cerebrale”

În viitor, tehnologia va trebui să fie testată pe animale mai mari, care să imite mai bine corpul uman, a spus Zhou. Cercetătorii vor trebui, de asemenea, să testeze siguranța și eficacitatea nanoroboților în studii pe termen mai lung, pentru a vedea cum se descurcă animalele pe termen lung, a adăugat el.

În testele pe iepuri, anevrismele erau la o adâncime mică, astfel încât echipa va trebui, de asemenea, să îmbunătățească sistemul de control magnetic pentru a ghida mai bine roboții către anevrismele din adâncul creierului.

„Mai sunt multe lucruri de făcut, dar credem că această tehnologie are potențialul de a revoluționa modul în care tratăm anevrismele cerebrale”, a spus el.