ISSN Print 2306-6326
ISSN Online 2713-2773
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ РЕЦЕНЗИРУЕМЫЙ ЖУРНАЛ ФМБА РОССИИ
В последние годы благодаря выдающемуся прогрессу микроробототехники и бионических технологий диагностика и лечение ряда заболеваний вышли на принципиально новый уровень за счет использования медицинских нано- и микророботов. Роботизированные механизмы нано- и микроразмера позволяют решать такие разноплановые и сложные задачи как адресная доставка лекарственных веществ в ткани-мишени, избирательный лизис атеросклеротических бляшек и пр. К сожалению, материалы, используемые для создания таких механизмов, как правило, имеют низкую биосовместимость, что опосредует развитие нежелательных реакций организма и ограничивает медицинское применение микро- и нанороботов.
Международная исследовательская группа (Штутгарт, Германия) представила уникальный способ получения полностью биосовместимых и персонализированных микророботов, предназначенных для работы в организме конкретного пациента. Ученые создали нанокомпозитные материалы с магнитными свойствами на основе компонентов, полученных из организма человека: плазмы крови, сывороточного альбумина и продуктов лизиса тромбоцитов. Затем с помощью 3D- печати из этих нанокомпозитов были получены роботы-«микропловцы», способные передвигаться в ответ на воздействие переменного магнитного поля. Помимо магнитотаксиса, инновационные микророботы обладают свойством динамического изменения формы в ответ на колебания pH своего микроокружения. Это, с одной стороны, обеспечивает возможность доставки терапевтических молекул с их высвобождением в ответ на специфичные для таргетной ткани значения pH, а, с другой стороны, обуславливает сохранение структуры микроробота в ходе продвижения внутри человеческого тела. Эксперименты с трипсином в качестве модельной протеазы показали, что набухание и деградация микроробота до безвредных продуктов происходят после 20–30 мин с момента попадания в организм. При этом подвижность и ответ на изменения магнитного поля сохраняются вплоть до поздних стадий деградации. Опыты на культурах клеток показали, что введение микророботов не сопровождается острым цитотоксическим эффектом.
В исследовании был представлен инновационный подход к персонализации таргетной терапии. Новая разработка сочетает в себе преимущества адресной доставки лекарств управляемыми роботами и биосовместимости.
Первоисточник:
Ceylan H., Dogan N.O., Yasa I.C. et al. , 3D printed personalized magnetic micromachines from patient blood–derived biomaterials , Science Advances , Vol 7, Issue 36 , DOI: 10.1126/sciadv.abh0273