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Les robots mous croulants minuscules ont pu avec précision livrer des médicaments au système nerveux central

Vous laissez une course folle minuscule autour de votre système nerveux vous traiter avec des médicaments ? Vous pouvez être incliné pour dire non, mais à l'avenir, « les nanorods par magnétisme alignés en alginate capsule » (des maniaques) peuvent faire partie d'un arsenal avancé des technologies de distribution de médicament à la disposition des médecins. Une étude récente dans les frontières dans la robotique et l'AI est la première pour vérifier comment de tels robots minuscules pourraient exécuter comme des véhicules de distribution de médicament en tissu neural. L'étude constate qu'une fois réglés utilisant un champ magnétique, les robots mous croulants minuscules peuvent déménager contre l'écoulement de fluide, monter des pentes et déménager au sujet des tissus neuraux, tels que la moelle épinière, et déposent des substances à l'emplacement précis.

Il peut être difficiles traiter les maladies dans le système nerveux central. La « livraison des médicaments oralement ou en intraveineuse, par exemple, aux cancers d'objectif ou aux maladies neurologiques, peut affecter des régions du corps et le système nerveux qui sont indépendant de la maladie, » a expliqué Lamar Mair de la physique médicale de Weinberg, une compagnie de matériel médical basée aux USA et un associé industriel sur l'étude. « La distribution visée de médicament peut mener à l'efficacité améliorée et aux effets secondaires réduits dus au hors circuit-objectif inférieur dosant. »

La distribution visée de médicament avec les robots minuscules

Une voie de réaliser le dosage visé est d'utiliser les robots minuscules pour livrer des médicaments à l'emplacement spécifique. Tandis que cette technologie est toujours dans son enfance, les chercheurs ont développé les types variés de micro ou de millirobots qui pourraient atteindre cet objectif en apparence forcé. Cependant, le problème majeur se situe en réglant leur activité pendant qu'ils se déplacent par des tissus dans le fuselage, et peu de chercheurs ont mis leurs robots croulants au défi en voyant comment ils traitent déménager en travers des tissus réels.

Les champs magnétiques sont une voie particulièrement prometteuse de régler des choses à l'intérieur du fuselage, car ils ne sont pas influencés par des tissus et ne tendent pas à être très sûrs. C'est le pouvoir derrière les maniaques, qui sont les robots croulants minuscules contenant les nanorods magnétiques emballés dans une shell sphérique molle. Ces propriétés devraient leur permettre de dégringoler en toute sécurité par le fuselage en réponse à un champ magnétique appliqué extérieurement, dans le but de les entraîner à un site d'objectif pour la distribution de médicament.

L'équipe de recherche derrière l'étude actuelle a voulu vérifier leurs robots mous fous dans des conditions qu'ils peuvent remarquer dans le fuselage. Ceux-ci comprennent l'architecture onduleuse et tortueuse du système nerveux, qui comprend le liquide céphalorachidien circulant et les pentes escarpées.

Les chercheurs ont vérifié la capacité des maniaques de monter des pentes avec l'augmentation de l'inclination et de déménager contre le liquide circulant. Ils ont également obtenu des cerveaux de rat et des moelles épinières de souris pour vérifier la capacité des robots de déménager le long des tissus et de déposer une teinture sur leurs surfaces, comme substitut pour un médicament.

Bons grimpeurs

Sous la stimulation magnétique, les maniaques ont avec succès écaillé des pentes aussi escarpées que 45 degrés et ont déménagé en amont contre un écoulement de fluide qui était assimilé à ce qu'ils rencontreraient dans le système nerveux. Les chercheurs pouvaient manoeuvrer les maniaques teinture-chargés autour sur la surface des tissus neuraux de rongeur avec un degré fin de contrôle, et avec succès déposé la teinture dans l'emplacement spécifique. Ils re-ont même dosé plusieurs emplacement pour augmenter la quantité de « médicament » dosé à cette région.

La capacité de retourner et les régions de re-dose qui ont reçu la dose insuffisante sur le traitement initial est significative. Ces résultats sont très préliminaires et hautement expérimentaux, mais nous pensons que nous avons expliqué la preuve irréfutable que les petits, mous, capsule capsule microrobots ont le potentiel pour la distribution locale réglée dans les maladies neurales. »

Prof. David Cappelleri, Université de Purdue

Source:
Journal reference:

Mair, L.O., et al. (2021) Soft Capsule Magnetic Millirobots for Region-Specific Drug Delivery in the Central Nervous System. Frontiers in Robotics and AI. doi.org/10.3389/frobt.2021.702566.