Ενα από τα επιτεύγματα της ραγδαίας εξέλιξης της τεχνολογίας σε όλους τους τομείς είναι η δημιουργία ολοένα και μικρότερων ρομποτικών μηχανισμών. Πλέον, η επιστημονική κοινότητα έχει καταφέρει να δημιουργήσει ρομποτάκια σε μεγέθη νανοκλίμακας.
Τα περισσότερα από αυτά τα νανορομπότ σχεδιάζονται για ιατρικές εφαρμογές. Πιο συγκεκριμένα, για να εισέρχονται στον ανθρώπινο οργανισμό και να επιχειρούν να επιδιορθώσουν ένα πρόβλημα στην πηγή του.
Οπως αναφέρει σε δημοσίευμά της η ιστοσελίδα Live Science, ερευνητική ομάδα δημιούργησε νανορομπότ μικρότερα από πολλά βακτήρια, τα οποία σχεδιάστηκαν για να μεταφέρουν φάρμακα απευθείας στο σημείο ενός ανευρύσματος, αποτρέποντας έτσι την εκδήλωση εγκεφαλικού επεισοδίου.
Η νέα τεχνολογία έχει δοκιμαστεί μέχρι στιγμής μόνο σε κουνέλια. Αλλά μετά από περαιτέρω μελέτη θα μπορούσε να αποδειχτεί μια εναλλακτική λύση στα εργαλεία (στεντ κ.λπ.) που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για την αντιμετώπιση ανευρυσμάτων.
«Αυτά τα εμφυτεύματα μπορούν να σταματήσουν την αιμορραγία που προκαλείται από ένα ανεύρυσμα – κατά το οποίο το τοίχωμα μιας αρτηρίας εξασθενεί και προκαλούνται διαρροές αίματος. Αλλά τέτοιες θεραπείες δεν αποκλείεται να επιφέρουν προβλήματα, όπως επανεμφάνιση της αιμορραγίας ή μερική αποκατάσταση του ανευρύσματος. Μπορεί επίσης να χρειαστεί ο ασθενής να λαμβάνει επ’ αόριστον φάρμακα για την αποφυγή θρόμβων.
»Τα τηλεκατευθυνόμενα μαγνητικά νανορομπότ που φτιάξαμε παρέχουν, λοιπόν, έναν πιο ακριβή και ασφαλή τρόπο για να σφραγίζουμε τάχιστα τα εγκεφαλικά ανευρύσματα, χωρίς τη χρήση εμφυτευμάτων. Είναι επίσης ικανά να μετριάζουν το επίπονο έργο των χειρουργών, περνώντας έναν μακρύ και λεπτό μικροκαθετήρα μέσω πολύπλοκων δικτύων αιμοφόρων αγγείων» αναφέρει Κι Ζου, ερευνητής στον τομέα της Βιοεμπνευσμένης Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Τα ρομποτάκια
Ανευρύσματα είναι πιθανό να σχηματιστούν σε οποιαδήποτε αρτηρία. Οταν σχηματίζονται στον εγκέφαλο, μπορεί να σκάσουν και να προκαλέσουν εγκεφαλικό. Αναζητώντας λύση απέναντι σε ένα τέτοιο ενδεχόμενο, οι ερευνητές δημιούργησαν νανορομπότ με διάμετρο μόλις 295 νανομέτρων. Συγκριτικά, ένας τυπικός ιός έχει διάμετρο περίπου 100 νανόμετρα και τα περισσότερα βακτήρια δεν ξεπερνούν σε μέγεθος τα 1.000 νανόμετρα.
Αυτά τα νανορομπότ αποτελούνται από έναν μαγνητικό πυρήνα, έναν παράγοντα πήξης που ονομάζεται θρομβίνη και αντιμετωπίζει το ανεύρυσμα, καθώς και μια επικάλυψη που λιώνει όταν θερμαίνεται ελαφρά, προκειμένου να απελευθερώσει το φάρμακο.
«Χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό πεδίο, τα νανορομπότ μπορούν να οδηγηθούν στο ανεύρυσμα» λέει ο Zου. «Στη συνέχεια χρησιμοποιείται εστιασμένη θερμότητα για τήξη της επικάλυψης, απελευθέρωση του φαρμάκου και αποκλεισμό του ανευρύσματος από την κυκλοφορία του αίματος». Αυτή η θερμότητα παρέχεται με εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, το οποίο ουσιαστικά δημιουργεί τριβή ανακατεύοντας την ευθυγράμμιση των σωματιδίων που εκτίθενται στο πεδίο.
Η θεραπεία
Η ιδέα είναι οι καρδιαγγειακοί χειρουργοί να απελευθερώνουν αυτά τα νανορομπότ στην κυκλοφορία του αίματος χρησιμοποιώντας έναν μικροκαθετήρα – έτσι ώστε να μην υποχρεώνονται οι ίδιοι να εισβάλλουν βαθιά στα λεπτά αγγεία του εγκεφάλου του ασθενούς.
Αρχικά οι ερευνητές δοκίμασαν τη βιοσυμβατότητα των νανορομπότ σε ανθρώπινα κύτταρα σε τριβλίο καλλιέργειας στο εργαστήριο. Ενα βιοσυμβατό υλικό μπορεί να εισαχθεί σε ζωντανούς ιστούς χωρίς να προκαλέσει βλάβη ή ανεπιθύμητες παρενέργειες. Εκαναν επίσης προκαταρκτικές μελέτες σε ζώα, θεραπεύοντας τρία κουνέλια από ανευρύσματα που προκλήθηκαν τεχνητά στις καρωτιδικές αρτηρίες, οι οποίες τροφοδοτούν με αίμα τον εγκέφαλο.
«Διαπιστώσαμε ότι τα νανορομπότ θα μπορούσαν να οδηγηθούν με επιτυχία στο ανεύρυσμα και να σχηματίσουν γρήγορα έναν σταθερό θρόμβο, αποκλείοντάς το εντελώς» λέει ο Ζου.
Σε μια περίοδο παρακολούθησης δύο εβδομάδων, τα τρία κουνέλια παρέμειναν υγιή, με σταθερούς θρόμβους να φράζουν τα ανευρύσματά τους. Αυτοί οι θρόμβοι δεν εμποδίζουν την παροχή αίματος στον εγκέφαλο, αλλά κλείνουν το αδύναμο σημείο στο αγγείο με τέτοιο τρόπο ώστε αυτό να μη σπάσει.
Οι ερευνητές λένε ότι η συγκεκριμένη τεχνολογία θα πρέπει να δοκιμαστεί σε μεγαλύτερα ζώα και σε μακροπρόθεσμες μελέτες. Στις δοκιμές σε κουνέλια τα ανευρύσματα ήταν σε μικρό βάθος, επομένως η ομάδα θα χρειαστεί επίσης να βελτιώσει το σύστημα μαγνητικού ελέγχου για να καθοδηγεί καλύτερα τα ρομπότ σε ανευρύσματα βαθιά μέσα στον εγκέφαλο.
«Πιστεύουμε ότι αυτή η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τρόπο αντιμετώπισης των εγκεφαλικών ανευρυσμάτων» τονίζει ο Ζου.