微型磁性机器人可以治疗脑出血
研究人员创造了纳米级机器人,可用于治疗动脉瘤引起的大脑出血。这一进展可以实现对脑动脉瘤的精确、相对低风险的治疗,脑动脉瘤每年导致全球约 50 万人死亡。这种疾病——脑动脉上充满血液的凸起,可能破裂并导致致命的出血——也可能导致中风和残疾。
研究人员表示,这项研究指出,未来可以远程控制微型机器人,以微创方式在人体内执行复杂的任务,例如靶向药物输送和器官修复。
蜂拥而至的机器人
该团队由爱丁堡大学的研究人员组成,设计了磁性纳米机器人,其大小约为人类红细胞的二十分之一,其中包含包裹在保护涂层中的凝血药物,旨在在精确的温度下融化。该作品发表在《 Small》杂志上。
在实验室测试中,数千亿个这样的机器人被注射到动脉中,然后使用磁铁和医学成像以群的方式远程引导到动脉瘤部位。
然后,体外的磁源使机器人在动脉瘤内聚集在一起,并被加热到熔点,释放出一种自然产生的凝血蛋白,该蛋白会阻塞动脉瘤,从而防止或阻止脑部出血。
实验室试验
由中国上海交通大学医学院附属上海第六人民医院临床医生共同领导的国际团队在实验室和少量兔子的动脉瘤模型中成功测试了他们的设备。
该团队表示,纳米机器人显示出将药物分子运输和释放到体内精确位置的潜力,而没有泄漏到血液中的风险,这是对该技术安全性和有效性的关键考验。
这项研究可以为人体试验的进一步发展铺平道路。
潜力巨大
他们的进步可以改善目前脑动脉瘤的治疗方法。通常,医生会沿着血管穿入一根微小的微导管,然后用它插入金属线圈以阻止动脉瘤血流,或者插入称为支架的网状管以转移动脉中的血流。
研究人员表示,他们的新技术可以降低人体排斥植入材料的风险,并抑制对抗凝血药物的依赖,抗凝血药物可能导致出血和胃病。
研究人员表示,该方法还避免了医生手动塑造微导管的需要,以引导大脑中复杂的小血管网络到达动脉瘤——这是一项艰巨的任务,在手术过程中可能需要几个小时。
较大的脑动脉瘤(使用金属线圈或支架很难快速安全地堵塞)也可以使用新技术进行治疗。
这项研究由来自英国和中国的一个团队领导,他们还开发了用于清除血栓的纳米机器人,这在治疗中风方面显示出潜力。
“纳米机器人将开辟医学领域的新领域——有可能使我们能够以比传统治疗方法更低的风险进行手术修复,并在身体难以到达的部位精确定位药物。我们的研究是朝着实现这一目标迈出的重要一步。这些技术更接近于在临床环境中治疗危重疾病。”周奇博士说。
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原文:https://phys.org/news/2024-09-tiny-magnetic-robots-brain.html
More information: Jienan Wang et al, Nanoarchitectonic Engineering of Thermal‐Responsive Magnetic Nanorobot Collectives for Intracranial Aneurysm Therapy, Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202400408
Journal information: Small