Крошечные роботы обнаруживают и лечат рак, проникая глубоко в легкие

Apr 05, 2024

Нанороботы атакуют рак. Концептуальная компьютерная иллюстрация медицинского наноробота, атакующего раковую клетку. [КАТЕРИНА КОН/НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА / 1148113613 /Getty images]

Исследователи из Университета Лидса разработали крошечного робота, который может путешествовать глубоко в легкие для обнаружения и лечения первых признаков рака. Ультрамягкое щупальце диаметром всего два миллиметра, управляемое магнитами, способно достичь самых маленьких бронхов и может изменить методы лечения рака легких. Исследователи протестировали робота с магнитными щупальцами на легких трупа и обнаружили, что он может перемещаться на 37 процентов глубже, чем стандартное оборудование, и приводит к меньшему повреждению тканей. Это открывает путь к более точному, индивидуальному и гораздо менее инвазивному подходу к лечению.

Работа опубликована в журнале Nature Engineering Communications в статье «Магнитные персонализированные щупальца для таргетной фототермической терапии рака в периферических легких».

На ранней стадии немелкоклеточного рака легких, на долю которого приходится около 84 процентов случаев рака легких, хирургическое вмешательство является стандартом лечения. Однако этот метод обычно очень инвазивный и приводит к значительному удалению ткани. Программы скрининга рака легких привели к улучшению показателей выживаемости, но также подчеркнули острую необходимость найти неинвазивные способы ранней диагностики и лечения пациентов.

Исследователи из лаборатории STORM также изучают способы управления двумя независимыми магнитными роботами, чтобы они могли работать вместе в ограниченной области анатомии человека, позволяя одному перемещать камеру, а другому управлять лазером для удаления опухолей.

Устройства изготовлены из силикона, чтобы минимизировать повреждение тканей, и управляются магнитами, установленными на роботизированных руках вне тела пациента.

Используя копию черепа, команда успешно опробовала использование двух роботов для проведения эндоназальной хирургии головного мозга — метода, который позволяет хирургу проходить через нос, чтобы оперировать области в передней части мозга и верхней части позвоночника. .

Исследователям требовалось, чтобы магнитные роботы двигались независимо друг от друга, чтобы один мог перемещать камеру, а другой мог направлять лазер на опухоль.

Обычно два магнита, расположенные близко друг к другу, притягивают друг друга, что создает трудности для исследователей. Они преодолели эту проблему, спроектировав тела щупалец таким образом, чтобы они могли изгибаться только в определенных направлениях, и переместив северный и южный полюса в каждом щупальце магнитного робота.

Затем им удалось смоделировать удаление доброкачественной опухоли гипофиза у основания черепа, впервые доказав, что можно управлять двумя роботами в одной ограниченной области тела. Результаты их исследования опубликованы в журнале Advanced Intelligent Systems.

«Наши результаты показывают, что диагностические процедуры с помощью камеры, а также полноценные хирургические процедуры могут выполняться в небольших анатомических пространствах», — отмечает Занета Кошовска, аспирант лаборатории STORM Школы электронной и электротехники Университета Лидса.