Роботов запустят в легкие: ученые создали устройства для диагностики заболеваний бронхов

Что произошло

Специалисты Университета Лидса в Великобритании разработали крошечного магнитного робота, который может проникнуть глубоко в человеческие легкие. Его предлагается применять для биопсии и терапии рака.

• Робот уже доказал свою эффективность в ходе тестов. Специалисты использовали для его проверки трехмерную копию бронхиального дерева, смоделированную на основе анатомических данных.
• На следующем этапе исследования разработчики планируют изучить эффективность устройства для навигации по легким умершего человека.

Детали

• Новый аппарат для обследования легких представляет собой инструмент с магнитным стержнем и щупальцами, который можно направлять по системе бронхов с помощью сильных магнитов, установленных по обе стороны от груди обследуемого.
• Маршрут через бронхиальное дерево прокладывается на основе сканов легких пациента и запрограммирован в роботизированной системе. Оказавшись в нужной точке, он захватывает щупальцами фрагменты тканей.
• Исследователи отмечают, что их изобретение даст врачам больше возможностей, чем бронхоскоп, который сейчас используют для диагностики болезней легких.
• Гибкая трубка бронхоскопа, диаметр которой составляет от 3,5 мм до 4 мм, не позволяет проникать глубоко в легкие. Диаметр нового робота не превышает 2 мм — он способен достичь нижних уровней бронхиального дерева.

Почему это важно

• Рак легкого входит в десятку основных причин смерти в мире по данным ВОЗ.
• В 2020 году это заболевание унесло жизни 1,8 млн человек.
• В России заболеваемость раком легкого занимает второе место по распространенности и первое по смертности. Ежегодно от него умирают около 27 тыс. жителей страны.
• Решающую роль в спасении жизней играет ранняя диагностика. Бронхоскопия позволяет врачам оценить состояние легких и определить риск развития опухоли. Если при обследовании выявляют воспалительные процессы, проверки рекомендуют проходить регулярно, чтобы вовремя заметить болезнь. На ранних стадиях рак легкого излечивается в 80% случаев после операции.

Перспективы

Ученые все чаще сосредотачивают свое внимание на создании микророботов для решения медицинских задач.

• Микророботов, способных передвигаться по кровеносным сосудам, разработали ученые из Харбинского политехнического университета. Крошечные аппараты состоят из трех сегментов: центрального, выполненного из золота, и двух никелевых «рук». Управляют ими с помощью внешнего магнитного поля. Из-за того, что поле постоянно меняется, робот шевелит «руками» и продвигается вперед. Предполагается, что в будущем они смогут доставлять лекарства к конкретным участкам органов.
• Микроробота, способного перемещать отдельные клетки, создали исследователи из США. Он состоит из полимерных кубов размером около 10 микрометров с нанесенным на одну грань слоем кобальта. С помощью магнитного поля кубы можно собирать в цепочки и формировать в группы.

• Биосовместимого микроробота из спирулины, способного убивать раковые клетки, разработали ученые из Китая и Великобритании. Частицы водоросли покрыли наночастицами, чтобы ими можно было управлять с помощью магнитного поля. Эксперименты показали, что роботы способны передвигаться в различных биологических жидкостях. Для организма роботы не токсичны, зато они оказались способны запустить программу «самоубийства» клеток рака шейки матки и печени. Исследователи считают, что свою роль в этом сыграл содержащийся в водорослях пигмент фикоцианин.