Роботът в нас: Учени от Сингапур изобретиха робот колкото оризово зрънце, който може да доставя до 4 лекарства в човешкия организъм

Идеята за нанороботите възниква още през 80-те години на миналия век, но по-скоро на концептуално ниво. И както често се случва, човешкото въображение предшества научните факти, приемайки ролята на основен двигател на технологичните постижения. Така, само няколко десетилетия по-късно нанороботите са факт, а приложението им в медицинския сектор – много, много близо до масово приложение. Доц. Лум Гуо Жан от Института по машинно и аерокосмическо инженерство (MAE) към Технологичния университет на Наньянг, Сингапур, се вдъхновява от филма от 60-те години на миналия век „Фантастично пътешествие“, в който екипаж на подводница е свит до размера на клетка, за да поправи щети в мозъка на ранен учен. Може би именно този филм става причина учени от университета да създадат наноробот с размер на оризово зърно, чиято функция е целенасочена доставка на лекарства в човешкия организъм. Повече разказваме в днешната инженерна история.

Смята се, че изследването на сингапурските учени е първият докладван случай на миниатюрни роботи, които могат да транспортират до четири различни лекарства и да ги освобождават в програмируем ред и прецизни дози. Мекият робот се контролира от магнитни полета (б.ред. други установени методи за контрола на подобни устройства са химични реакции, ултразвук, светлина). За сравнение, до момента други подобни роботи са могли да пренасят само до 3 различни медикамента, като освен това не са имали функционалността да ги освобождават в точно определен ред. Ето защо учените от Сингапур считат, че това откритие има потенциала значително да подобри терапевтичните резултати, като същевременно минимизира страничните ефекти.

Миниатюрният робот е гъвкав и изграден от интелигентни магнитни композитни материали (магнитни микрочастици и полимер), които са нетоксични за хората, а размерите му са близки до тези на оризово зърно. Освен това е изключително сръчен – бързо се търкаля и пълзи, което му позволява да преодолява препятствия. Това от своя страна улеснява навигирането му в сложните неструктурирани среди в човешкото тяло. По време на лабораторните тестове роботът изпълнява успешно задачи във вода, където се имитират условията в истински организъм – той успява да се придвижи върху повърхност със скорости между 0.30 mm/s и 16.5 mm/s, освобождавайки различните лекарства. В друг експеримент пък е поставен в по-гъста течност, но въпреки това успява да се ориентира в средата и да освобождава лекарствата в зададения ред в продължение на осем часа, след изтичането на които е установено минимално изтичане на медикамент. Тази способност за контролирано освобождаването на лекарства без прекомерно изтичане го прави подходящ за лечения, изискващи прецизно доставяне на множество лекарства в различно време и на различни места – каквито са онкологичните терапии например.

„Това, което беше сценарий от научнофантастичен филм, сега се доближава до реалността с иновацията на нашата лаборатория. Традиционните методи за доставяне на лекарства, като перорално приложение и инжекции, ще изглеждат сравнително неефективни, когато се съпоставят с изпращането на малък робот през тялото, за да достави лекарството точно там, където е необходимо“, казва доцент Лум.

Трябва да подчертаем, че и други учени и институции демонстрират забележителен напредък в разработката на нанороботи с приложение в медицината. Към тях можем да отнесем Технологичния институт Баннари Аман, Калифорнийския технологичен институт, Университета Карнеги Мелън, Каролинския институт и Института Кох за интегративни изследвания на рака, а също и Robeaute SAS, Индийския научен институт и Университета в Сидни и др.

Според доклад на Research And Markets пазарът на нанороботи за доставка на лекарства е нараснал от 1.15 милиарда щатски долара през 2024 г. до 1.22 милиарда щатски долара през 2025 г., като се очаква да достигне 1.73 милиарда щатски долара до 2030 г.

За да подготвим този материал, използвахме информация от: Nanyang Technological University, Singapore, Research And Markets,IEEE Engineering in Medicine and Biology Society.

Източник на снимковия материал: Nanyang Technological University, Singapore, ©Engineer BG via Canva