Микроробот научился управлять кровотоком

Крошечный робот сможет в будущем доставлять лекарства точно к нужному участку сосуда, ускорять растворение тромбов и помогать находить редкие раковые клетки. Устройство под названием CiliaVine разработали ученые из Шэньчжэньского института искусственного интеллекта и робототехники для общества (Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society), Китайского университета Гонконга (The Chinese University of Hong Kong) и Китайского госпиталя Народно-освободительной армии (Chinese PLA General Hospital).

Мягкий робот крепится к медицинскому проводнику. На его поверхности находятся крошечные гибкие структуры, похожие на ворсинки. Это реснички, или цилии. Магнитное поле заставляет их двигаться в разных режимах и тем самым менять локальный поток крови, пишет Еuronews.

Обычно кровь движется по сосудам плавным потоком (слоями). Для нормального кровообращения это удобно, но лекарства и клетки из-за такого движения с трудом перемещаются поперек потока к стенке сосуда. CiliaVine способен нарушать этот режим на небольшом участке. В зависимости от настройки магнитного поля реснички направляют материал к стенке, отводят его от нее или создают микроскопические вихри.

В лабораторных испытаниях это помогло доставить к стенке сосуда больше модельного препарата. Количество вещества, достигшего цели, оказалось на 146% выше, чем при естественном распространении. На участке в 1 мм за пределами стенки показатель оказался выше на 75%.

Робота также проверили в экспериментальной модели тромбоза. Вместе с тромболитическим препаратом tPA устройство помогло растворить тромб примерно за 40 минут. Без робота на это в среднем требовалось около 70 минут.

Еще один вариант применения связан с онкологией. Исследователи покрыли поверхность CiliaVine антителами, способными захватывать циркулирующие опухолевые клетки — редкие раковые клетки, которые попадают в кровоток. В образцах крови всех 23 пациентов с раком печени, обследованных в Chinese PLA General Hospital, робот смог их уловить.

Эксперимент продолжили на живых кроликах с опухолями печени. Робот ввели через катетер в крупную вену и управляли им при помощи магнитного поля в течение 20 минут. В исследованных участках сосудов признаков воспаления или повреждения тканей не обнаружили.

При этом до применения у людей дело пока не дошло. CiliaVine еще не проходил испытания в качестве метода лечения или диагностического инструмента. По мнению исследователей, в будущем технология сможет позволить управлять доставкой лекарств и клеток непосредственно в определенных участках кровотока, не полагаясь только на естественное движение крови.