Leki podawane wprost do zmiany chorobowej. Badania naukowców z USA
Naukowcy z University of Maryland udowodnili, że druk 3D może służyć nie tylko do wytwarzania przedmiotów codziennego użytku, lecz także do tworzenia przełomowych narzędzi medycznych. W laboratorium Bioinspired Advanced Manufacturing powstały mikroskopijne, elastyczne elementy tzw. miękkiej robotyki, które mogą znacząco poprawić skuteczność chemioterapii i innych terapii ratujących życie.
Doktorantka bioinżynierii Bailey Felix wraz ze współpracownikami opracowała robotyczne mikrocewniki wykonane z polimerów i drukowane w technologii 3D. Ich grubość porównywalna jest do ziarenka piasku, a konstrukcja pozwala na aktywne sterowanie ruchem w naczyniach krwionośnych. Dzięki temu mogą one precyzyjnie dostarczać leki bezpośrednio do guzów wątroby w ramach tzw. leczenia przeztętniczego. Takie ukierunkowane podanie leku oznacza większą skuteczność terapii i mniejsze obciążenie dla całego organizmu.
Ma to szczególne znaczenie w kontekście rosnącej liczby zachorowań na raka wątroby. Prognozy wskazują, że do 2040 roku liczba zgonów z jego powodu na świecie może wzrosnąć o ponad połowę. Tradycyjna chemioterapia działa w sposób rozproszony, niszcząc zarówno komórki nowotworowe, jak i zdrowe, co prowadzi do ciężkich skutków ubocznych. Nowe mikrocewniki mają pomóc w podawaniu leków dokładnie tam, gdzie są potrzebne, zwiększając korzyści leczenia i ograniczając jego negatywne konsekwencje.
Obecnie stosowane cewniki i prowadniki są trudne w obsłudze, mało precyzyjne i często wykonane z metalu, co uniemożliwia ich użycie podczas badań rezonansem magnetycznym. Naukowcy zaprojektowali alternatywę w postaci miękkiego robota sterowanego za pomocą płynów. Poprzez kontrolowane podawanie niewielkich ilości soli fizjologicznej lekarz może zginać i przesuwać elastyczną rurkę nawet w bardzo wąskich i krętych naczyniach. Narzędzie wprowadza się do organizmu przez niewielkie nacięcie, na przykład w pachwinie lub nadgarstku, co czyni zabieg mało inwazyjnym. Kluczową rolę w rozwoju tej technologii odegrał zaawansowany nanodruk 3D, który umożliwił tworzenie struktur o kształtach i właściwościach wcześniej nieosiągalnych. Jeszcze kilka lat temu zbudowanie tak złożonego mikrocewnika nie byłoby możliwe. Postęp w technikach wytwarzania otworzył więc drogę do zupełnie nowych rozwiązań w medycynie.
Potencjalne zastosowania opracowanego narzędzia wykraczają poza leczenie guzów wątroby. Konsultacje z neurochirurgami pokazały, że elastyczność i precyzyjnie sterowana końcówka mikrocewnika mogą być szczególnie przydatne w leczeniu tętniaków mózgu czy malformacji naczyniowych. W takich przypadkach możliwość bezpiecznego dotarcia do trudno dostępnych miejsc ma kluczowe znaczenie dla powodzenia zabiegu.
Zespół przygotowuje się obecnie do badań na zwierzętach, które będą kolejnym krokiem w kierunku zastosowań klinicznych. Opracowana technologia pokazuje, jak połączenie inżynierii, robotyki i medycyny może prowadzić do bardziej precyzyjnych, skutecznych i bezpieczniejszych terapii. W dłuższej perspektywie takie rozwiązania mogą znacząco poprawić jakość leczenia i komfort pacjentów, a także zmniejszyć liczbę powikłań związanych z agresywnymi metodami terapeutycznymi.
Źródło: University of Maryland
Czytaj też: Polska nauka i biznes łączą siły. Terapeutyczny napój roślinny dla chorych
Grafika tytułowa: Minku Kang / Unsplash
