Крихітні «підводні човни» плавають по вашим венах: майбутнє медицини

Інженери з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW) в Австралії розробили микроподводные човни, які працюють на наномоторах, які можуть переміщатися по тілу людини, щоб доставляти ліки хворі органи без хірургічного втручання.

Василь Макаров

«Ми вже знаємо, що мікродвигуни використовують різні зовнішні рушійні сили — такі як світло, тепло або магнітне поле — для активної навігації в певному місці», розповідає доктор Кан Лян зі Школи біомедичної інженерії UNSW. Його команда розробила мікродвигуни, які більше не покладаються на зовнішні маніпуляції для навігації і замість цього використовують варіації біологічного середовища для того, щоб ця навігація здійснювалася автоматично.

Для будь-якого, хто хоче скласти карту (неважливо, моря або людського тіла), необхідні орієнтири. У разі дослідників під керівництвом Ляна ним став аналіз рівня рн в організмі. Це зручно, оскільки наше тіло складається в основному з води, і організм витрачає значну кількість енергії, щоб підтримувати баланс в межах певного діапазону. Нові мікромашини самостійно регулюють рівень pH, щоб зберігати плавучість при русі по тілу.

«Більшість мікро моторів рухається в двох вимірах, але ми розробили механізм вертикального напрямку. Обидві ці напрацювання лягли в основу дизайну автономних микродвигателей, здатних переміщатися по тривимірної середовищі. У кінцевому підсумку саме це і дозволить використовувати їх як ефективний засіб доставки ліків», пояснює доктор Лян.

Роботи Ляна і його команди — це свого роду «контрольований рой». В майбутньому, наприклад, одна-єдина таблетка може містити мільйони наномашин. Кожна з них, у свою чергу, буде нести на собі мільйони молекул лікарських препаратів. Потрапляючи в шлунково-кишковий тракт, ці мініатюрні підводні човни вивільняються і переміщаються всередині пацієнта. Так, наприклад, можна минути природні бар’єри організму і доставити ліки безпосередньо до ракових тканин — на сьогоднішній день такий підхід вважається одним із самих перспективних.

В даний час винахід все ще проходить контрольні перевірки. Фізично микроботы можуть бути металоорганічними структурами з микромоторными системами, що містять біоактивні фермент, відомий як каталаза. Зазвичай каталаза є одним з найбільш ефективних ферментів в організмі людини, здатних розкладати мільйони молекул перекису водню кожну секунду. Всередині микроподводных човнів каталаза буде діяти як свого роду двигун для утворення газових бульбашок.

«Ми плануємо застосувати цю нову знахідку до інших типів наночастинок, щоб довести універсальність цього методу», запевнив Лян. Судячи з усього, нова ера медичних технологій вже на порозі — залишилося лише дочекатися, коли вони стануть доступні людям по всьому світу.