En ny mikrorobot leverer medicin i kapsler

Et internationalt team af forskere, ledet af professor Hongsoo Choi, Direktør for DGIST-ETH Microrobot Research Center, har udviklet mikrorobotter af kapseltypen, der kan indkapsle celler og lægemidler og levere dem til målrettede dele af den menneskelige krop. I modsætning til konventionelle metoder, der installerer celler eller lægemidler uden for mikrorobotter, lågene på disse mikrorobotter kan åbnes og lukkes.

Professor Choi har foreslået mikrorobotter af kapseltypen ved at bruge en kapselstruktur, der kan indkapsle celler og lægemidler, og et fremdriftssystem, der efterligner bakterier gennem en fælles forskning med professor Cheil Moons forskerhold fra Institut for Hjerne- og Kognitivvidenskab og professor Bradley J. Nelsons forskningsteam. forskerhold fra Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Schweiz (Swiss Federal Institute of Technology Zürich).

Udviklingen af ​​nye teknologier på sundhedsmarkedet og medicinsk udstyr er accelereret over hele verden, og forskning inden for højteknologiske medicinske robotter såsom mikrorobotter, der kan levere lægemidler eller celler til ønskede områder af kroppen, er aktivt i gang.

Indtil nu, de fleste mikrorobotter til celle- og medicinafgivelse er blevet monteret på den ydre overflade af robotterne på forskellige måder; er blevet fremstillet til en blanding af biologisk nedbrydelige materialer af celler eller lægemidler, der blev frigivet, da de biologisk nedbrydelige materialer blev demonteret; er blevet udviklet i form af magnetiske partikler til celle- og lægemiddellevering. Begrænsningerne ved disse typer robotter er, at celler og lægemidler kan gå tabt af eksterne miljøer, når robotterne betjenes inde i menneskekroppen.

For at overvinde disse begrænsninger, forskerne udviklede mikrorobotter af kapseltypen ved at kombinere en struktur af kapseltypen, der muliggør åbning og lukning i hovedet på mikrorobotter og indkapsling af celler eller lægemidler og et fremdriftssystem, der efterligner bevægelsen af ​​bakteriernes hale.

Uden af ​​teknologier til Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), forskerholdet udviklede en tredimensionel polymerstruktur ved hjælp af et tredimensionelt laserlitografisystem. Ud over, nikkel (Ni), som er et magnetisk materiale, og titanium (Ti), som er et biokompatibelt materiale, blev aflejret på overfladen af ​​mikrorobotterne af kapseltypen, så de kunne betjenes af et eksternt magnetfelt.

I et eksperiment, der involverede mikrorobotter af kapseltypen, der bruger magnetiske felter, partikler, der måler titusinder af mikrometer (㎛, en milliontedel af en meter) blev overført ved hjælp af en 'pick and drop-bevægelse'. Ud over, biokompatibilitetseksperimenter, som leverede levende celler til det korrekte sted ved at indkapsle ægte olfaktoriske receptorneuroner (ORN), er blevet gennemført med succes.

Mikrorobotterne af kapseltypen, der er udviklet af forskerholdet, kan indeholde celler eller lægemidler og frigive dem på et hvilket som helst målsted ved at bruge væskens hvirvel; dermed, de kan minimere tabet af celler eller lægemidler i det ydre miljø og derved levere korrekte volumener. Det forventes, at dette fund kan bruges til at behandle sygdomme såsom degeneration af nethinden ved at være i stand til at manøvrere i væsker med lavt flow i den menneskelige krop, såsom øjne og hjerne.

Professor Choi sagde, "Med brug af mikrorobotter af kapseltypen, celler og lægemidler kan indkapsles og frigives på ønskede steder, så tab og denaturering af celler og lægemidler på grund af det ydre miljø kan forhindres. Vi vil udføre yderligere forskning for at levere forskellige medicinske anvendelser i fremtiden."

I mellemtiden dette forskningsresultat blev offentliggjort som forsidehistorie i 9. maj-udgaven af ​​Advanced Health Care Materials, et internationalt tidsskrift inden for biomaterialer; forskningen blev udført med støtte fra det koreanske ministerium for videnskab og ikt og det koreanske handelsministerium, Industri, og energi.