Służba Zdrowia - strona główna
SZ nr 17–25/2015
z 12 marca 2015 r.

Stuknij na okładkę, aby przejść do spisu treści tego wydania


>>> Wyszukiwarka leków refundowanych


Niezwykła podróż – medyczne mikroroboty

Marek Matacz

Mikroskopijne roboty mają wędrować w ludzkim ciele, dostarczać leki i naprawiać tkanki. technika stawia już pierwsze kroki. medycyna przyszłości? Wiele na to wskazuje.



Jest naprawdę mały, pięć razy mniejszy od średnicy ludzkiego włosa. Naukowcy z University of California w San Diego wprowadzili krople z setkami takich mikrorobotów do mysich żołądków. Po co? Aby zbadać nowy rodzaj napędu, który mógłby zasilać mikroskopijne, medyczne maszyny. Wynalazek ma kiedyś wprowadzać leki do ściany żołądka.


Wodorowe bąbelki


Pomysł jest w zasadzie prosty, ale skuteczny. Pływający mikrorobot nie ma śrub napędowych czy innych ruchomych elementów. Zbudowany jest głównie z cynku, a pierwiastek ten silnie reaguje z kwaśnym środowiskiem. W czasie tej reakcji wydzielają się bąbelki wodoru, które popychają robota do przodu. W ten sposób cynkowy mikronapęd osiąga prędkość 60 mikrometrów na sekundę i może działać przez dziesięć minut. Jak to wygląda w praktyce? Opisujący swój eksperyment badacze donoszą, że reakcja ruszyła zaraz po kontakcie z kwasem. Na końcu swojej podróży roboty dotarły do błony śluzowej żołądków, po czym cynkowy „silnik” pozwolił im się w nią wbić i się w niej zagnieździć. O to właśnie chodziło naukowcom. Do robota dodali bowiem ładunek w postaci nanocząstek złota. Mimo że robotami nie da się jeszcze sterować, z ich pomocą badaczom udało się umieścić w ścianie żołądka ponad trzy razy więcej złota niż przez podanie takich samych nanocząstek bez wspomagania. – Jest to napęd, który potrafi przebić się przez lepką warstwę i tam pozostać, a to daje mu przewagę nad bardziej pasywnymi metodami dostarczania leków – mówi współtwórca urządzenia, prof. Liangfang Zhang.

Kiedy mikroskopijne maszyny już spełnią swoje zadanie, nie trzeba ich z żołądka usuwać. Po prostu rozpuszczają się w kwasie i nie pozostaje po nich żaden ślad. Oczywiście, produkty ich rozpadu są zupełnie nieszkodliwe.

Według naukowców zajmujących się medyczną mikrorobotyką, miniaturowe maszyny mogłyby spełniać w organizmie wiele rozmaitych funkcji. Oprócz dostarczania lekarstw, mogłyby m.in. pomagać w diagnostyce, przeprowadzać biopsje, udrażniać zatkane naczynia krwionośne, czy nawet pomagać w sztucznym zapłodnieniu.


Magnetoplemnik


Wodorowy silnik nie wystarczy do wszystkich zadań, ale to tylko jeden z pomysłów na poruszanie mikrorobotami. Są też inne. Na przykład w holenderskim Universiteit Twente powstał robot, który jest napędzany przez zmienne pole magnetyczne. Jego konstruktorzy postawili na sprawdzone przez naturę rozwiązanie i nadali mu kształt plemnika. Na jego główce umieścili niklowo-kobaltową warstwę, która reaguje na magnetyzm. Odpowiednio modulowane pole wprawia ją w ruch, a to z kolei wywołuje falę rozchodzącą się wzdłuż wici. Efekt końcowy to ruch całości. – Wybraliśmy plemniki ze względu na ich opływowy kształt. Odkryliśmy, że są wydajne, jeśli chodzi o poruszanie się w płynnym środowisku o zmiennym przepływie – opowiada prof. Sarthak Misra, główny twórca mikrourządzenia.

Jak na razie rozmiar urządzenia jest inny niż pierwowzoru. Robot jest bowiem sześć razy większy od ludzkiego plemnika. Badacze mają już jednak pomysł, jak to zmienić. Magnetyczne nanowłókna wbudowane w wici mają pomóc w redukcji rozmiarów.


Robot z sercem


Wykorzystania natury nie trzeba ograniczać tylko do naśladownictwa. Z takiego założenia wyszedł zespół naukowców z University of Illinois, który połączył krzemowy polimer i żywe komórki mięśnia sercowego. Tak powstał dwumilimetrowy robot, do pewnego stopnia też przypominający plemniki. Żywe komórki znajdują się na połączeniu wydłużonej główki i długiej wici. Już po trzech dniach od połączenia z polimerową konstrukcją, zaczęły kurczyć się w zsynchronizowany sposób. Ruch wici pozwala robotowi pływać w lepkich płynach, takich jakie spotkać można w ludzkim organizmie. Badacze zbudowali już wzbogaconą wersję swojego wynalazku – robota z dwiema wiciami, który pływa osiem razy szybciej od pierwszego modelu i może poruszać się po zakrzywionym torze. Uczeni twierdzą, że możliwe jest zbudowanie wersji, która będzie miała trzy wici i będzie mogła pływać w trzech wymiarach.


Bakteriobot


Płynący przed siebie robot dotrze w końcu, na przykład, do ściany żołądka, jeśli takie będzie jego zadanie, ale w wielu przypadkach potrzebna będzie większa precyzja. Jednym ze sposobów na to, aby ją osiągnąć jest chemotaksja. Udało się ją „zaprząc” koreańskim naukowcom, którzy jednak dosyć daleko posunęli się w wykorzystaniu gotowych wynalazków przyrody. Uczeni z Chonnam National University doposażyli genetycznie zmodyfikowaną, nieszkodliwą bakterię Salmonella typhimurium, która wykrywa substancje wydzielane przez komórki nowotworowe i kieruje się w ich stronę. Badacze połączyli bakterie z mierzącymi 3μm kapsułkami, w których może znaleźć się przeciwnowotworowy lek lub substancja pomocna w diagnozie. Za pomocą swoich wici bakteria wędruje w kierunku chorej tkanki i niesie z sobą kapsułkę ze związkiem, który na miejscu jest uwalniany.

Swoje bakterioboty uczeni podali dożylnie myszom. Badanie potwierdziło wybiórczą wędrówkę robotów w kierunku guzów. Poza doskonaleniem antynowotworowego wynalazku koreańscy badacze myślą już o kolejnych. – Nasze plany na przyszłość to rozwój medycznych mikrorobotów albo nanorobotów, które będą potrafiły diagnozować i leczyć przeróżne, trudne do leczenia choroby – zapowiada prof. Jung–Oh Park z Chonnam National University.

Do zastosowania mikroskopijnych maszyn w klinicznej praktyce wiedzie jeszcze zapewne długa droga. Być może jednak prowadzi ona do miejsca, w którym to niewidoczne gołym okiem roboty będą pomagały utrzymać ludzkie ciała w dobrym zdrowiu.




Najpopularniejsze artykuły

Münchhausen z przeniesieniem

– Pozornie opiekuńcza i kochająca matka opowiada lekarzowi wymyślone objawy choroby swojego dziecka lub fabrykuje nieprawidłowe wyniki jego badań, czasem podaje mu truciznę, głodzi, wywołuje infekcje, a nawet dusi do utraty przytomności. Dla pediatry zespół Münchhausena z przeniesieniem to wyjątkowo trudne wyzwanie – mówi psychiatra prof. Piotr Gałecki, kierownik Kliniki Psychiatrii Dorosłych Uniwersytetu Medycznego w Łodzi.

Ciemna strona eteru

Zabrania się sprzedaży eteru etylowego i jego mieszanin – stwierdzał artykuł 3 uchwalonej przez sejm ustawy z dnia 22 czerwca 1923 r. w przedmiocie substancji i przetworów odurzających. Nie bez kozery, gdyż, jak podawały statystyki, aż 80 proc. uczniów szkół narkotyzowało się eterem. Nauczyciele bili na alarm – używanie przez dzieci i młodzież eteru prowadzi do ich otępienia. Lekarze wołali – eteromania to zguba dla organizmu, prowadzi do degradacji umysłowej, zaburzeń neurologicznych, uszkodzenia wątroby. Księża z ambon przestrzegali – eteryzowanie się nie tylko niszczy ciało, ale i duszę, prowadząc do uzależnienia.

Czy Trump ma problemy psychiczne?

Chorobę psychiczną prezydenta USA od prawie roku sugerują psychiatrzy i specjaliści od zdrowia psychicznego w Ameryce. Wnioskują o komisję, która pozwoli zbadać, czy prezydent może pełnić swoją funkcję.

Leki, patenty i przymusowe licencje

W nowych przepisach przygotowanych przez Komisję Europejską zaproponowano wydłużenie monopolu lekom, które odpowiedzą na najpilniejsze potrzeby zdrowotne. Ma to zachęcić firmy farmaceutyczne do ich produkcji. Jednocześnie Komisja proponuje wprowadzenie przymusowego udzielenia licencji innej firmie na produkcję chronionego leku, jeśli posiadacz patentu nie będzie w stanie dostarczyć go w odpowiedniej ilości w sytuacjach kryzysowych.

Astronomiczne rachunki za leczenie w USA

Co roku w USA ponad pół miliona rodzin ogłasza bankructwo z powodu horrendalnie wysokich rachunków za leczenie. Bo np. samo dostarczenie chorego do szpitala może kosztować nawet pół miliona dolarów! Prezentujemy absurdalnie wysokie rachunki, jakie dostają Amerykanie. I to mimo ustawy, która rok temu miała zlikwidować zjawisko szokująco wysokich faktur.

Zmiany skórne po kontakcie z roślinami

W Europie Północnej najczęstszą przyczyną występowania zmian skórnych spowodowanych kontaktem z roślinami jest Primula obconica. Do innych roślin wywołujących odczyny skórne, a występujących na całym świecie, należy rodzina sumaka jadowitego (gatunek Rhus) oraz przedstawiciele rodziny Compositae, w tym głównie chryzantemy, narcyzy i tulipany (...)

Śladem boksera

W czasie zmagań z epidemią ujawniła się z całą mocą niezdolność Ministerstwa Zdrowia do kierowania wielkimi przedsięwzięciami. Ministerstwo nie potrafiło zmobilizować i usprawnić funkcjonowania służb sanitarno-epidemiologicznych.

Wczesny hormonozależny rak piersi – szanse rosną

Wczesny hormonozależny rak piersi u ponad 30% pacjentów daje wznowę nawet po bardzo wielu latach. Na szczęście w kwietniu 2022 roku pojawiły się nowe leki, a więc i nowe możliwości leczenia tego typu nowotworu. Leki te ograniczają ryzyko nawrotu choroby.

Czas pracy osób niepełnosprawnych w szpitalu

Czy niepełnosprawna pielęgniarka lub lekarz mogą pracować w systemie równoważnego czasu pracy i pełnić dyżury medyczne w porze nocnej?

Aplikacje mobilne wyrobem medycznym?

Aplikacje i urządzenia mobilne są coraz szerzej wykorzystywane przez branżę medyczną jako ułatwienie dla pacjentów, ale przede wszystkim wsparcie procesów diagnostycznych i terapeutycznych. W określonych przypadkach takie urządzenia mobilne mogą być zakwalifikowane jako wyroby medyczne, co spowoduje, że będą musiały spełniać szereg wymogów. Za wyrób medyczny może być uznane również samo oprogramowanie, które wprowadzane jest do obrotu samodzielnie, czyli nie jest częścią jakiegokolwiek urządzenia (tzw. stand-alone software).

Ile pracują lekarze w Polsce

Lekarze bez specjalizacji, zwłaszcza młodzi mężczyźni, pracują więcej niż pozostali. Wyniki badań, przeprowadzonych w latach 2016–2017 przez samorząd lekarski nie są specjalnie odkrywcze. A jednak trudno przejść nad nimi do porządku dziennego, zwłaszcza gdy spojrzeć na inne wskaźniki dotyczące kadr medycznych.

Gdy rozum śpi, budzi się bestia

Likantropia (z gr. lýkos – wilk i ánthropos – człowiek) to wiara w zdolność
przekształcania się ludzi w zwierzęta, zwłaszcza w wilki. Etymologię tego
terminu wywodzi się też od króla Arkadii – Likaona, który, jak opisuje
Owidiusz w Metamorfozach, został przemieniony w wilka, gdyż ośmielił się
podać Zeusowi ludzkie mięso – ciało własnego syna.

Mielofibroza choroba o wielu twarzach

Zwykle chorują na nią osoby powyżej 65. roku życia, ale występuje też u trzydziestolatków. Średni czas przeżycia wynosi 5–10 lat, choć niektórzy żyją nawet dwadzieścia. Ale w agresywnej postaci choroby zaledwie 2–3 lata od postawienia rozpoznania.

Osteotomia okołopanewkowa sposobem Ganza zamiast endoprotezy

Dysplazja biodra to najczęstsza wada wrodzona narządu ruchu. W Polsce na sto urodzonych dzieci ma ją czworo. W Uniwersyteckim Szpitalu Dziecięcym pod kierownictwem dr. Jarosława Felusia przeprowadzane są operacje, które likwidują ból i kupują pacjentom z tą wadą czas, odsuwając konieczność wymiany stawu biodrowego na endoprotezę.

Wrzodziejące zapalenie jelita grubego – rola lekarza POZ

Powszechnie uważa się, że chorego na wrzodziejące zapalenie jelita grubego (WZJG) leczy gastroenterolog i – okresowo – chirurg. Tymczasem główna rola w tym procesie przypada lekarzowi rodzinnemu.

Niewydolność systemu w niewydolności serca

Rosnąca zapadalność na niewydolność serca w kontekście starzejącego się społeczeństwa sprawia, że walka z tym schorzeniem staje się ogromnym wyzwaniem dla Polski – zarówno społecznym, jak i systemowym.




bot