Ученые создали нанороботов, которые способны останавливать кровотечение даже в мозге

Тысячи крошечных роботов размером чуть больше вируса могут в будущем спасти сотни тысяч жизней, предотвращая кровотечения в мозге. Международная группа ученых разработала магнитные устройства для точной доставки свертывающих препаратов в сосуды. В испытаниях эти нанороботы успешно устранили аневризму в сонной артерии подопытного животного.

Хотя эта технология еще не была проверена на людях с повышенным риском инсульта, команда, работающая над ее разработкой, уверена в том, что их устройство сможет точно доставлять контролируемые дозы лекарственных средств в нужные участки организма, не теряя при этом ни капли.

«Нанороботы открывают новые возможности в медицине, позволяя проводить операции с меньшими рисками по сравнению с традиционными методами и точно направлять лекарства в трудно доступные места, — отметил Ци Чжоу, биофизик из Университета Эдинбурга. — Это исследование является важным шагом к внедрению таких технологий в клиническую практику для лечения серьезных заболеваний».

Каждая из частиц имеет диаметр около 300 нанометров и состоит из магнитного ядра, покрытого тромбином — свертывающим механизмом, который окружен защитной оболочкой из материала, растворяющегося при температуре 42,5 °C, немного выше температуры человеческого тела.

Под воздействием крутящих сил магнитного поля и под руководством специалиста ядро из оксида железа перемещает наночастицу по лабиринту кровеносных сосудов, специально размеченных с помощью ультразвука. Когда нанороботы оказываются внутри аневризмы, на них воздействуют быстро меняющимся магнитным полем, что приводит к расплавлению их защитной оболочки. Этот процесс запускает свертывание крови и предотвращает разрыв кровеносного сосуда.

Исследовательская группа провела серию испытаний своей инновации, чтобы оценить ее эффективность в остановке кровотечения, исследовать температуру плавления, стойкость к разрушению и, в конечном итоге, способность безопасно работать в организме. Нанороботы в растворе были введены в сонную артерию животного и направлены к месту ослабления стенки артерии, где их активировали для освобождения лекарственного средства. В ходе анализа не было выявлено признаков воспаления или случайного повреждения, вызванного процессом нагрева и доставкой препарата, что является обнадеживающим фактором для дальнейших исследований.

Аневризмы мозга встречаются примерно у 3% населения. Хотя лишь небольшая доля из них разрывается, последствия разрыва могут быть весьма серьезными, что часто приводит к тяжелым нарушениям и смерти из-за ишемического инсульта. Аневризмы, возникающие из-за ослабления стенок кровеносных сосудов, часто предотвращают с помощью хирургических процедур, таких как установка клипс или шунтирование пораженного участка.

Также применяется эндоваскулярная технология, которая блокирует кровоток. Использование нанороботов в качестве замены традиционным клипсам позволяет избежать возможной реакции организма и снизить риски, связанные с операциями и шунтированием сосудов.

Однако для успешного применения нанороботов потребуется разработать новые технологии, чтобы они могли перемещаться глубже в человеческом теле, выходя за пределы действия магнитных полей. С точки зрения концепции, эта микроскопическая парамедицинская система может в будущем стать безопасным и эффективным способом предотвращения разрыва слабых кровеносных сосудов и спасения человеческих жизней.

Исследователи утверждают, что выявили белок, который способен напрямую останавливать повреждения ДНК, а также обладает универсальностью, что теоретически позволяет интегрировать его в любой организм, делая его перспективным кандидатом для создания вакцины против рака.