Τόσο μικρά ώστε να χωρούν στην άκρη ενός δακτύλου, τα νέα μαγνητικά μικρορομπότ υπόσχονται να αλλάξουν τον τρόπο χορήγησης φαρμάκων, μετατρέποντας τη στοχευμένη θεραπεία από επιστημονικό όραμα σε κλινική πραγματικότητα. Ερευνητές του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Ζυρίχης (ETH) δημιούργησαν μια νέα ρομποτική μικροσυσκευή σε μορφή κάψουλας, η οποία καθοδηγείται μαγνητικά και μεταφέρει φάρμακα απευθείας στο σημείο του σώματος όπου απαιτείται η θεραπεία.
Στη συνέχεια το περίβλημά της διαλύεται, απελευθερώνοντας ελεγχόμενα το φάρμακο. Οπως σημειώνεται στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό «Science», η πρωτοποριακή τεχνολογία βρίσκεται πολύ κοντά στην κλινική εφαρμογή καθώς έχει ήδη δοκιμαστεί επιτυχώς σε ρεαλιστικά μοντέλα των ανθρώπινων αγγείων και σε μεγάλα ζώα.
Μαγνητική δύναμη και Νανοτεχνολογία
Κάθε χρόνο περίπου 12 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως υφίστανται εγκεφαλικό επεισόδιο. Τα διαθέσιμα φάρμακα που χορηγούνται για τη διάλυση ενός επικίνδυνου θρόμβου διαχέονται σε όλον τον οργανισμό, ενώ απαιτούν μεγάλες δόσεις για να φτάσει επαρκής ποσότητα στο σημείο της απόφραξης.
Το αποτέλεσμα είναι ο αυξημένος κίνδυνος σοβαρών παρενεργειών, με πιο χαρακτηριστικές τις εσωτερικές αιμορραγίες. Ακριβώς για να περιοριστούν αυτές οι ανεπιθύμητες επιπτώσεις των φαρμάκων, η ιατρική κοινότητα αναζητεί εδώ και χρόνια τρόπους ώστε αυτά να χορηγούνται σε μικρές και ελεγχόμενες δόσεις. Η ομάδα του ETH δείχνει να έχει κάνει καθοριστικά βήματα προς την επίτευξη αυτού του στόχου.
Με «όπλα» τους τη Νανοτεχνολογία και τα μαγνητικά πεδία, οι επιστήμονες από την Ελβετία δημιούργησαν ένα ρομπότ σε σχήμα μικροσκοπικής σφαίρας, το οποίο όπως μια κλασική κάψουλα περιέχει τη φαρμακευτική ουσία στο εσωτερικό της. Αφού φτάσει στο κατάλληλο σημείο, το περίβλημα του ρομποτικού χαπιού διαλύεται και σιγά-σιγά απελευθερώνει το φάρμακο που μεταφέρει.
Η απελευθέρωση του φαρμάκου επιτυγχάνεται μέσω ενός μαγνητικού πεδίου υψηλής συχνότητας, το οποίο θερμαίνει τα μαγνητικά νανοσωματίδια και προκαλεί τη σταδιακή διάλυση του κελύφους της κάψουλας. Λειτουργεί δηλαδή όπως ένα κοινό χάπι, με τη διαφορά ότι το κέλυφός του δεν είναι απλώς ένα χημικά διαλυτό υλικό αλλά περιέχει νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου, τα οποία του προσδίδουν μαγνητικές ιδιότητες.
Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να καθοδηγούν την κίνηση αλλά και την ελεγχόμενη διάλυση της μικροκάψουλας μέσα στο σώμα με εξωτερικά μαγνητικά πεδία. Η μαγνητική καθοδήγηση επιτρέπει τον αξιόπιστο έλεγχο της κίνησης τόσο στην κυκλοφορία του αίματος όσο και σε πολύπλοκες δομές του εγκεφάλου.
Ιδανικό για χρήση σε αγγεία του εγκεφάλου
Οπως εξηγεί ο Φαμπιάν Λάντερς (Fabian Landers), επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδακτορικός ερευνητής, τα αγγεία του ανθρώπινου εγκεφάλου είναι εξαιρετικά μικρά, γεγονός που επιβάλλει αυστηρούς περιορισμούς στο μέγεθος που μπορεί να έχει η ρομποτική κάψουλα.
Η πρόκληση ήταν επομένως να διασφαλιστεί ότι, παρά το μικροσκοπικό μέγεθός της, η κάψουλα θα διέθετε επαρκείς μαγνητικές ιδιότητες ώστε να μπορεί να ελέγχεται η κίνησή της αποδοτικά. Παράλληλα, το μικρορομπότ θα έπρεπε να είναι ορατό, ώστε οι γιατροί να μπορούν να παρακολουθούν την πορεία του.
Ετσι, στο κέλυφος προστέθηκαν και νανοσωματίδια τανταλίου, ένα υλικό ευρέως διαδεδομένο στην Ιατρική, το οποίο προσφέρει την απαραίτητη απεικονιστική αντίθεση για να παρακολουθείται η πορεία του μέσω μιας κοινής ακτινογραφίας.
Το μικρορομπότ μπορεί να μεταφέρει διάφορα είδη φαρμάκων, όπως θρομβολυτικούς παράγοντες, αντιβιοτικά ή αντικαρκινικές ουσίες. Πέρα από τη θεραπεία θρομβώσεων, οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα μικρορομπότ αυτά θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν και σε τοπικές λοιμώξεις ή στην αντιμετώπιση όγκων.
Στόχος της ομάδας είναι η όσο το δυνατόν ταχύτερη έναρξη κλινικών δοκιμών σε ανθρώπους. Οπως καταλήγει ο Λάντερς, «αυτό που μας κινητοποιεί είναι η πεποίθηση ότι διαθέτουμε μια τεχνολογία, η οποία μπορεί να βοηθήσει τους ασθενείς πιο γρήγορα και αποτελεσματικά, προσφέροντας νέες θεραπευτικές ελπίδες».
