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Os robôs macios de caída minúsculos podiam precisamente entregar drogas ao sistema nervoso central

Você deixe um maníaco minúsculo viajar em torno de seu sistema nervoso para tratá-lo com as drogas? Você pode ser inclinado dizer não, mas no futuro, “os nanorods magnètica alinhados no alginate encerram” (maníacos) podem ser parte de um arsenal avançado de tecnologias de entrega da droga na eliminação dos doutores. Um estudo recente nas fronteiras na robótica e no AI é o primeiro para investigar como tais robôs minúsculos puderam executar como veículos de entrega da droga no tecido neural. O estudo encontra que quando controlados usando um campo magnético, os robôs macios de caída minúsculos podem se mover contra o fluxo fluido, escalar inclinações e se mover sobre tecidos neurais, tais como a medula espinal, e depositam substâncias em lugar precisos.

As doenças no sistema nervoso central podem ser difíceis de tratar. “Entregar drogas oral ou intravenosa, por exemplo, aos cancros do alvo ou às doenças neurológicas, pode afectar regiões do corpo e o sistema nervoso que é não relacionado à doença,” explicou Lamar Mair da física médica de Weinberg, uma empresa do dispositivo médico baseada nos E.U. e um sócio industrial no estudo. “A entrega visada da droga pode conduzir à eficácia melhorada e aos efeitos secundários reduzidos devido a um mais baixo fora-alvo que dosa.”

Entrega visada da droga com robôs minúsculos

Uma maneira de conseguir a dose visada é usar robôs minúsculos para entregar drogas aos lugar específicos. Quando esta tecnologia estiver ainda em sua infância, os pesquisadores desenvolveram vários tipos de micro ou de millirobots que poderiam cumprir este objetivo ostensibly inverosímil. Contudo, o problema grave encontra-se em controlar sua actividade enquanto viajam através dos tecidos no corpo, e poucos pesquisadores puseram seus robôs de caída ao desafio vendo como seguram se mover através dos tecidos reais.

Os campo magnèticos são uma maneira particularmente de promessa de controlar coisas dentro do corpo, porque não são influenciados por tecidos e não tendem a ser muito seguros. Esta é a potência atrás dos maníacos, que são robôs de caída minúsculos que contêm os nanorods magnéticos encerrados em um escudo esférico macio. Estas propriedades devem permitir que caiam com segurança através do corpo em resposta a um campo magnético aplicado externamente, com o objectivo de desenhá-los a um local do alvo para a entrega da droga.

A equipa de investigação atrás do estudo actual quis testar seus robôs macios do maníaco sob circunstâncias que podem experimentar no corpo. Estes incluem a arquitetura ondulado e tortuosa do sistema nervoso, que inclui o líquido espinal cerebral de fluxo e inclinações íngremes.

Os pesquisadores testaram a capacidade dos maníacos para escalar inclinações com inclinação crescente e para mover-se contra o líquido de fluxo. Igualmente obtiveram cérebros do rato e medulas espinais do rato para testar a capacidade dos robôs para mover-se ao longo dos tecidos e para depositar uma tintura em suas superfícies, como um substituto para uma droga.

Bons montanhistas

Sob a estimulação magnética, os maníacos escalaram com sucesso as inclinações tão íngremes quanto 45 graus e moveram-se rio acima contra um fluxo fluido que fosse similar ao que encontrariam no sistema nervoso. Os pesquisadores podiam manobrar ao redor maníacos tintura-carregados na superfície de tecidos neurais do roedor com um grau fino de controle, e depositado com sucesso a tintura em lugar específicos. Re-dosaram mesmo diversos lugar para aumentar a quantidade de “droga” dosada a essa região.

A capacidade para ir para trás e as regiões da re-dose que receberam a insuficiente dose em cima do tratamento inicial são significativas. Estes resultados são muito preliminares e altamente experimentais, mas nós pensamos que nós demonstramos o forte evidência que pequenos, delicado, os microrobots cápsula-baseados têm o potencial para entrega local controlada em doenças neurais.”

Prof. David Cappelleri, universidade 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.