Микроскопический хирург
Ученые создали беспроводной зонд, который удаляет раковые клетки
Исследователи из Университета Джона Хопкинса (США) обнародовали сенсационное изобретение, которое поможет проводить сложнейшие операции и клеточные трансплантации с филигранной точностью. Первый в мире микроскопический аппарат размером с частицу пыли в диаметре тоньше десятой доли миллиметра проникает в организм человека, ориентируясь на биохимические сигналы, исходящие от каждой клетки, определяет злокачественные и удаляет их из организма. По своему внешнему виду наноробот напоминает членистоногое — из «туловища»-базы выходят три пары «клешней», с помощью которых робот цепляет и удерживает ткань. Ученые не скрывают, что дизайном миниатюрного зажимного устройства (микрогриппера) они обязаны крабу, который и вдохновил их на подобную конструкцию. Пока наноробот не доберется до цели, он не выпускает свои щупальца и находится в форме гладкого шарика, что позволяет ему беспрепятственно продвигаться в нужном направлении. Когда же микрогриппер обнаруживает заданный объект, он раскрывает лапки и как будто ковшом загребает злокачественные клетки.
Подобные нанороботы работают без каких-либо периферийных устройств вроде проводков и батарей — они приводятся в действие тепловым, биохимическим или магнитным импульсом. Микрогрипперы содержат мельчайшие частицы никеля, воздействуя на которые с помощью магнитов, исследователи задают направление движению зонда.
читать дальше
В лабораторном эксперименте нанозонды помещались в узкую стеклянную колбу с образцами животных тканей, из всего множества которых устройство должно было выбрать несколько клеток, помеченных специальной краской, отделить их от ткани и доставить ученым. С заданием зонд справился: кроме окрашенных клеток, робот не удалил ни одной другой клетки. При этом клетки, доставленные экспериментаторам, оставались живыми даже спустя 72 часа после их изъятия из ткани. Это означает, что, отделяя клетки от ткани, микрозонд не повредил их.
После удачного завершения опыта руководитель проекта профессор Дэвид Гарсиас заявил, что нетоксичные, дешевые в производстве и легкие в эксплуатации роботы могут стать прекрасной альтернативой хирургическим инструментам. Кроме того, микроскопические размеры наноробота позволяют проводить диагностику и операции без разрезов и агрессивного вмешательства в организм. А полная автономность микрогриппера дает возможность брать клеточные пробы и оперировать в самых труднодоступных органах.
«Безусловно, развитие медицинских технологий позволяет проводить все больше операций с помощью робототехники и другими щадящими для пациента способами, — рассказал РБК daily генеральный директор сети многопрофильных медицинских центров «Медси» Андрей Лобанов. — Например, на Западе уже многие медицинские манипуляции проводятся с помощью роботов. Так, в афинском центре операции на аденоме простаты делают с помощью роботов, что в десятки раз сокращает период реабилитации и уменьшает болевые ощущения пациента. И хотя в России только пять медицинских центров располагают аппаратурой для роботохирургии (для сравнения, в Европе и США таких центров более 200), лет примерно через десять практически большинство операций в крупных медицинских центрах будет проводиться с помощью медицинских роботов. Исключение, пожалуй, составят только операции на открытом сердце и нейрохирургия — здесь хирурги в ближайшем будущем вряд ли откажутся от ручной работы».
Сейчас американские ученые работают над усовершенствованием своего изобретения. Дело в том, что микрогриппер выполняет только разовый захват клеток, а вот раскрыться и выпустить клетки не может. Однако исследователи модифицируют изобретение, которое планируется использовать в качестве инструмента для биопсии и доставки лекарственных препаратов. Разработка впечатлила Министерство здравоохранения США, и команде из Университета Джона Хопкинса был выделен грант на сумму 1,5 млн долл. Полученные средства Гарсиас планирует использовать не только на краткосрочные планы, но и на то, чтобы нанозонд смог как удалять, так и переносить клетки из одного места в другое.
«Для серьезных научных разработок это не деньги, — прокомментировал РБК daily доктор медицинских наук, заместитель председателя комитета по охране здоровья Государственной думы РФ Сергей Колесников. — Например, в России корпорация «Нанотехнологии» под несколько инновационных проектов получила 130 млрд руб. В частности, на эти средства будет разрабатываться новейший метод борьбы против рака — брахитерапия, при которой опухоль обкалывают тончайшими иголочками с радиоактивными частицами, которые уничтожают злокачественные клетки. И только на производство этого оборудования уйдет более 50 млн долл. Так что гранта в размере 1,5 млн долл. хватит ученым только на апробацию изобретения, а его еще нужно дорабатывать, получать все разрешения… Думаю, от создания до практической реализации микрогриппера пройдет около десяти лет».
Кстати, интерес со стороны властей обусловлен еще и тем, что микрогриппер, который в руках врачей станет инструментом для спасения людей, попав к террористам, может использоваться как опасное оружие. Именно поэтому дальнейшее усовершенствование сенсационного изобретения, которое откроет потрясающие возможности трансплантации клеток и лечения практически любых заболеваний, будет проводиться под особым контролем правительства США.
Источник: РБК