Магнитные микророботы помогут наночастицам с лекарствами достичь цели
Инженеры MIT разработали крошечных роботов, которые помогают наночастицам для доставки лекарств проникнуть из кровотока в опухоль или другой очаг заболевания. Магнитные микророботы, вдохновленные движением бактерий, могут помочь преодолеть ключевое препятствие в нанодоставке лекарств: выход частиц из кровеносных сосудов и накопление в нужном месте.
"Когда вы вводите наноматериалы в кровоток и нацеливаете их на больную ткань, главным барьером для проникновения полезной нагрузки в ткань является выстилка кровеносного сосуда", — говорит Санджита Бхатия, старший автор исследования.
Искусственные микророботы
Роботы, использованные в исследовании, имеют длину 35 сотых миллиметра (сравнимую с размером клетки) и управляются внешним магнитным полем. Этот биоинспирированный робот, названный "искусственным бактериальным жгутиком", состоит из крошечной спирали, напоминающей жгутики бактерий. Роботы печатаются на 3D-принтере высокого разрешения и покрываются никелем для намагничивания.
В эксперименте с микрофлюидной системой, имитирующей сосуды вокруг опухолей, вращающийся под действием магнита робот создавал конвекционный ток. Это помогало полистирольным частицам размером 200 нанометров проникать в модельную ткань вдвое глубже, чем без помощи робота.
Рои магнитных бактерий
Исследователи также использовали природные магнитотактические бактерии Magnetospirillum magneticum, которые производят цепи оксида железа (магнетосомы). При воздействии вращающихся магнитных полей бактерии синхронно вращались и двигались, увлекая за собой наночастицы. В этом случае скорость проникновения частиц в ткань была в три раза выше, чем без магнитного воздействия.
Перспективы
- Система с микророботами потенциально может быть встроена в стенты для локальной доставки противовоспалительных препаратов.
- Бактериальный подход лучше подходит для доставки в опухоли, где рой может генерировать силы в сосудах по всему объёму.
- Используемые частицы достаточно велики, чтобы нести большие полезные нагрузки, включая компоненты для системы редактирования генома CRISPR.
Планируется дальнейшая разработка обоих магнитных подходов для тестирования на животных моделях. Исследование опубликовано в выпуске журнала Science Advances от 26 апреля.