Ученые изобрели нанороботов, которые могут убирать аневризмы мозга. Крошечные работы, гораздо меньше клеток крови, могут доставлять лекарства, образующие тромбы, туда, где они наиболее нужны, показывает исследования на кроликах. Эту технологию еще предстоит проверить на людях.
Аневризма – это ослабленный участок в стенке кровеносного сосуда, который не выдерживает давления крови и раздувается более чем на 50% нормального диаметра сосуда. Аневризма может возникнуть в любом кровеносном сосуде, но чаще всего наблюдается в артерии, где давление выше. Аневризма может внезапно лопнуть, приведя к внезапному массированному внутреннему кровоизлиянию и часто смерти. Не существует надежных способов заблаговременно заметить опасную аневризму.
Новое исследование на животных показывает, что работы, меньшие, чем большинство бактерий, могут доставлять лекарства прямо к месту аневризмы головного мозга, предотвращая разрушительный инсульт.
Новую технологию пока опробовали только на кроликах. Но с дальнейшими исследованиями он может стать альтернативой стентам и спиралям, которые сейчас используются для стабилизации аневризма у пациентов.
Эти имплантаты могут остановить кровотечение, вызванное аневризмой, когда стенка артерии ослабевает и раздувается. Но лечение также может иметь проблемы, такие как риск повторного начала кровотечения или процедуры частичного лечения аневризмы. Также может возникнуть потребность в приеме препаратов для разжижения крови в течение неопределенного времени во избежание образования тромбов, сказал Ци Чжоу, научный сотрудник в области биоинспирированной инженерии в Эдинбургском университете и соавтор новой статьи, описывающей нанороботов.
«Наши магнитные нанороботы с дистанционным управлением обеспечивают более точный и безопасный способ быстро закрыть церебральные аневризмы без использования имплантатов», — сказал Чжоу Live Science. «Они также могут облегчить хирургам трудную задачу протянуть длинный и тонкий микрокатетер через сложную сеть кровеносных сосудов».
Аневризмы могут образовываться в любой артерии тела. Когда они образуются в мозге, они могут лопнуть и вызвать инсульт. Чтобы разработать новое решение для этих опасных событий, Чжоу и его коллеги разработали наноботов, имеющих диаметр всего 295 нанометров. Для сравнения типичный вирус имеет ширину около 100 нанометров, а большинство бактерий имеют размеры в диапазоне 1000 нанометров.
Каждый бот состоит из магнитного сердечника, сворачивающего агента под названием тромбин, лечащего аневризма, и плавящегося покрытия при легком нагревании, чтобы высвободить лекарство.
«Используя магнитное поле, нанороботов можно направить к аневризме», — сказал Чжоу. Затем сфокусированное тепло используется для расплавления покрытия, высвобождения препарата и блокирования кровообращения аневризмы. Это тепло доставляется с помощью переменного магнитного поля, которое, по сути, создает трение, нарушая расположение частиц, подвергающихся воздействию поля. Температура поддерживается ниже 50 градусов Цельсия, поэтому она не повреждает ткани тела.
Идея состоит в том, что сердечно-сосудистые хирурги могли бы выпустить этих нанороботов в кровоток перед аневризмой с помощью микрокатетера. Это позволит врачам не делать слишком глубокое вмешательство в тонкие сосуды мозга.
В течение двухнедельного периода наблюдения три кролика оставались здоровыми, со стабильными сгустками, блокировавшими их аневризмы. Эти сгустки не блокируют кровоснабжение мозга, а наоборот, закрывают слабое место в сосуде, чтобы он не лопнул.
По словам Чжоу, технологию нужно будет опробовать на более крупных животных, которые лучше имитируют человеческое тело. Исследователям также предстоит проверить безопасность и эффективность нанороботов в долгосрочных исследованиях, чтобы увидеть, как животные живут в долгосрочной перспективе, добавил он. В тестах на кроликах аневризмы были на небольшой глубине, поэтому команде также нужно будет усовершенствовать систему магнитного контроля, чтобы лучше направлять ботов в аневризм глубоко в мозгу.
«Впереди еще много работы, но мы верим, что эта технология может революционизировать способ лечения аневризма мозга», — сказал он.
