Лечение инфекции сердца может потребовать нескольких
недель терапии антибиотиками внутривенно или рискованной операции на открытом
сердце. Инженеры Университета Джонса Хопкинса разработали крошечных магнитных
роботов, которые доставляют антибиотики непосредственно к пораженной ткани.
Такой подход может сделать лечение точнее и безопаснее, а также сократить
время, необходимое для доставки лекарства.
Разработка включает двух небольших роботов, которые
работают вместе. Их называют миллироботами — каждый
из них шириной примерно с кончик карандаша или головку спички, а длиной
примерно с рисовое зерно.
Первый робот, которого исследователи называют игольным
модулем, мягко прикрепляется к ткани сердца в месте инфекции. Он выполняет роль
стыковочной станции, которая остается на месте и принимает второго робота. Второй
робот — лекарственный модуль доставляет антибиотик к этой станции. После
магнитной стыковки он медленно высвобождает лекарство непосредственно рядом с
пораженной тканью.
Такая конструкция позволяет доставлять препарат именно
туда, где он нужен, вместо того чтобы полагаться на его поступление через общий
кровоток. При необходимости игольный модуль может оставаться на месте, пока
лекарственный робот заменяется новым. Благодаря этому можно повторять введение
препарата без установки всей системы заново.
Управление обоими роботами происходит беспроводным
способом с помощью внешней системы электромагнитных катушек. Принцип напоминает
работу аппарата магнитно-резонансной томографии (МРТ), в котором используются
магнитные поля.
Использование двух маленьких устройств вместо одного
более крупного помогает системе добираться до тесных участков тела. При этом
сами роботы не нуждаются в батареях и двигателях, поскольку движение
обеспечивается внешним магнитным управлением.
Исследователи проверили технологию на искусственных
моделях сердца, имитирующих человеческое, а также на настоящей ткани свиного
сердца. Роботы двигались плавно и автономно даже против имитированного
кровотока.
«Мы сможем просто ввести робота с антибиотиком в вашу вену, откуда он доберется до места, где действительно необходимо использовать лекарство, и это будет минимально инвазивно», — описал предполагаемый способ применения системы Ануруддха Бхаттачарджи, ведущий автор исследования,
По замыслу разработчиков, введение робота через вену
позволит избежать необходимости в операции на открытом сердце. Однако
проведенные испытания пока не доказывают, что система безопасна и эффективна
при лечении людей. Если разработка дойдет до испытаний с участием людей и
докажет свою безопасность, лечение эндокардита будет занимать пару дней, а не
несколько недель.
