ไมโครโรบอทของคาลเทคสามารถเปลี่ยนการจัดส่งยาได้ตลอดไป บอทจิ๋วสามารถลดขนาดเนื้องอกในหนูได้

นักวิทยาศาสตร์ของคาลเทคได้แนะนำที่อาจเปลี่ยนเกมการส่งยาไปตลอดกาล เทคโนโลยีล่าสุด นำการบำบัดรักษาตรงไปยังบริเวณเป้าหมายในร่างกายมนุษย์

ไมโครโรบอตอะคูสติก (BAM) ที่ดูดซับได้ทางชีวภาพเหล่านี้ให้คำมั่นสัญญาว่าจะเป็นยาที่มีความแม่นยำ และมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแนวทางในการรักษาอาการต่างๆ เช่น มะเร็ง

ความท้าทายของการจัดส่งยาและโซลูชันไมโครโรบอต

วิธีการส่งยาแบบดั้งเดิมล้มเหลวในการกำหนดเป้าหมายโรคอย่างแม่นยำ จึงส่งผลกระทบต่อเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีเช่นกัน นี่เป็นความท้าทายอย่างยิ่งในการรักษาโรคมะเร็ง ซึ่งความแม่นยำในการกำหนดเป้าหมายเนื้องอกเป็นสิ่งสำคัญมากวิทยาศาสตร์รายวัน.

BAM ที่พัฒนาขึ้นใหม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาความท้าทายเหล่านี้ ด้วยการผสานวัสดุศาสตร์ที่ล้ำสมัยเข้ากับวิทยาการหุ่นยนต์ขั้นสูง ไมโครโรบอทเหล่านี้จึงสามารถผ่านของเหลวชีวภาพที่ซับซ้อน ไปยังตำแหน่งเป้าหมาย และปล่อยสารรักษาโรคได้ตรงจุดที่ต้องการ

BAM ผลิตจากโพลี (เอทิลีนไกลคอล) ไดอะคริเลต ซึ่งเป็นวัสดุไฮโดรเจลที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ ซึ่งช่วยให้กักเก็บของเหลวได้จำนวนมากและยังปลอดภัยสำหรับใช้ภายในร่างกาย นี่คือเหตุผลที่พวกมันสามารถมีเสถียรภาพและทำงานได้ในสภาพแวดล้อม เช่น กระเพาะปัสสาวะหรือกระแสเลือด

ไมโครโรบอตส์บรรทุกยาอย่างไร

ไมโครโรบอตมีรูปร่างเป็นทรงกลมและมีอนุภาคนาโนแม่เหล็กกระจายอยู่ทั่วโครงสร้าง อนุภาคนาโนเหล่านี้มีความสำคัญมากเนื่องจากช่วยให้หุ่นยนต์นำทางไปยังพื้นที่เป้าหมายในร่างกายได้โดยใช้สนามแม่เหล็กภายนอก

ปริมาณยาจะถูกปล่อยออกมาเมื่อหุ่นยนต์ไปถึงพื้นที่เป้าหมาย หุ่นยนต์ยังคงอยู่ที่นั่นเนื่องจากมีไฮโดรเจลปกคลุมซึ่งทำให้มันอยู่ห่างจากเซลล์ที่เหลือในขณะที่มันเดินเตร่ไปตามร่างกายเพื่อการทำงานที่เหมาะสม

นวัตกรรมที่น่าประทับใจที่สุดคือการสร้างไมโครหุ่นยนต์ที่มีชั้นนอกที่ชอบน้ำและชั้นในที่ไม่ชอบน้ำ การออกแบบนี้ช่วยดักจับฟองอากาศภายใน ซึ่งทำหน้าที่เป็นกลไกขับเคลื่อนเมื่อสัมผัสกับอัลตราซาวนด์ ฟองนี้ช่วยให้ไมโครหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านของเหลวชีวภาพ เช่น เลือด ปัสสาวะ หรือซีรั่ม ช่วยให้ส่งยาได้เร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น

การใช้เทคโนโลยีอัลตราซาวนด์ยังช่วยให้สามารถติดตามหุ่นยนต์เหล่านี้ในสิ่งมีชีวิตได้แบบเรียลไทม์ เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามความคืบหน้าและปรับการจัดส่งได้ตามต้องการ

การทดสอบและผลลัพธ์ที่คาดหวัง

ของทีมคาลเทคการค้นพบได้ทำการทดสอบโดยใช้หนูกับกระเพาะปัสสาวะผลลัพธ์ค่อนข้างน่าประหลาดใจหลังจากให้ยารักษาโรคผ่าน BAM

กว่า 21 วัน ไมโครโรบอตสามารถลดขนาดเนื้องอกได้ดีกว่าวิธีการส่งยาแบบเดิมๆ ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งใหม่ในการแสวงหาการรักษาที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะกับผู้ป่วยโรคมะเร็ง

Wei Gao จาก Caltech ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ผู้นำการวิจัย คาดการณ์อนาคตที่ไมโครโรบอทเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในทางการแพทย์ได้หลากหลาย ตั้งแต่การรักษามะเร็งไปจนถึงการช่วยเหลือในการผ่าตัดที่มีความแม่นยำ นี่เป็นความเป็นไปได้มากมายที่อาจสร้างขอบเขตใหม่ของการแพทย์ที่หุ่นยนต์ภายในร่างกายทำงานร่วมกับวิธีการรักษาแบบเก่าเพื่อให้การรักษาที่ช่วยชีวิตผู้ป่วยได้ตรงเป้าหมาย

ไมโครโรบอทในการแพทย์

การศึกษาครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่การนำส่งยาในหนู แต่ทีมงานได้จินตนาการถึงการใช้งานในอนาคตแล้ว และกำลังจะทดสอบไมโครโรบอทในการทดลองทางคลินิกของมนุษย์

ด้วยการวิจัยและพัฒนาที่มากขึ้น ทีมงานมั่นใจว่า BAM อาจกลายเป็นเครื่องมือปฏิวัติวงการการแพทย์แม่นยำ ซึ่งจะสร้างความหวังให้กับผู้ป่วยที่มีอาการรักษายากโดยใช้วิธีการแบบเดิมๆ