に発表された研究 科学 高精度で薬物標的に到達するための、磁気誘導の小型ロボットをベースとした新興技術について説明しています。
どれほど進歩したものであっても、全身療法には望ましくない副作用や標的に対する有効性の低下が伴うことがよくあります。したがって、次へのプッシュ 薬物を他の身体領域に分散させることなく、「病気」部位で直接薬物濃度を高めることができる標的治療法を開発する。 この文脈に当てはまります スタジオ 11月中旬に出版された 科学、 の 磁性マイクロロボットに基づいた薬物の輸送および放出戦略を開発した国際的な研究者チーム。 体外から操縦されるこの小型装置は、組織間や血管に沿った複雑な迷路のような空間を通り抜け、極めて正確に「貨物」を届けることができる。
科学者らは、ロボット工学とインテリジェントシステムの専門家であるブラッドリー・J・ネルソン氏と、材料化学と微細化の学者であるサルバドール・パネ氏（両教授ともチューリッヒ連邦工科大学（ETH）の教授）によってコーディネートされ、 プラットフォームをテストしました インビトロ e 生きている 実際の臨床条件における大型動物の場合、脳卒中特有の血管の詰まりなど。どちらの場合も、マイクロロボット (Osservatorio Terapie Avanzate がここですでに話題にしていた話題です) がなんとか浸透し、その巨大な治療可能性が明らかになりました。これらがどのように動作するのか、またこれまでに開発されたシステムと比較してどのような点がユニークなのかを説明します。
技術革新: 構造と動作
研究者らが作成したマイクロロボットは、機能成分である酸化鉄ナノ粒子が組み込まれた可溶性ゲルの球状マトリックスで構成されています。遠隔誘導の基礎に磁気特性を与える、 放射線不透過性粒子 （タンタル製、すでに診療所で使用されている）X線画像によるリアルタイム追跡のための造影剤として機能します。 もちろん、適切な治療薬も。
投与には、細い送達カテーテルの使用が含まれます。 それを通して カプセルは血管または特定の組織に放出されます。そして「ルート」が始まります。 動きは特別な「舵」のおかげで管理され、 研究者によって以前に開発された そしてナヴィオンと名付けられました。 これは、ポータブルで設置が簡単なシステムであり、 大きな磁場は、身体組織に損傷を与えることなく深部まで到達することができます。 このフィールドは、生体内のマイクロロボットの動きを制御し、目的のターゲットに正確に向けます。磁場を変調することで、 ロボットを分解して治療負荷を解放し、体内で安全に溶解させることもできます。。したがって、材料の選択は、標的に到達するために十分に安定であると同時に、侵襲的な除去手順を必要としないように生体適合性および生分解性でなければならないため、非常に重要です。
研究者らによれば、脳の血管のような小さな血管にさえアクセスできるように、そのような限られた寸法の装置内で、異なる機能性や異なる化学的性質の薬物を組み合わせるために成分の濃度を細かくバランスさせることは、最大の技術的課題であり、分野間の深い相乗効果と数年の研究を必要とする課題であったという。
ナビゲーションとリリースのテスト: 実際のシナリオをシミュレートする
カプセルのナビゲーション能力を評価するには、 研究者らは、人工のシリコン製 3D 血管モデル内の現実的な状態を再現しました。、一部の患者の解剖学的構造を忠実に再現しました。モデルの内頸動脈に放出され、 マイクロロボットは、血流と逆方向であっても、外部磁場を調節することで他の血管内に誘導することに成功した。たとえば、脳の血管系に到達するまで。
治療薬の標的送達は、やはりモデル内で、運転によって実証されました。 人間の血栓の閉塞に向けて血栓溶解薬 (rtPA) を搭載したマイクロロボットで、脳卒中をシミュレートします。。マイクロロボットの制御された溶解により、薬剤が放出され、血栓の大部分が破壊され、数分以内に灌流が再開され、血管閉塞に対する潜在的な有効性が実証されました。
多くの肯定的な検査結果を集めた後 インビトロ、学者たちは実際の臨床シナリオにアプローチしました。 彼らはまず、ナビゲーション方法が機能し、手順全体にわたって血管に沿ってロボットを追跡できることを実証することができました。 モデル エクスビボ ヒト胎盤の研究を経て、ブタでの臨床試験を経て。 この手順は有望であることが証明されており、 生きている羊の脳脊髄液の中でも、解剖学的に複雑な領域にわたる手術の低侵襲選択肢となる可能性があることを示唆しています。
脳卒中だけではない: 新たな応用例と将来の展望
研究チームは、抗生物質（シプロフロキサシン）や抗がん剤（ドキソルビシン）など、さまざまな種類の薬物をカプセル化するマイクロロボットの能力をテストした。したがって、血栓症の治療に加えて、局所的な感染症や腫瘍など、さまざまな病状におけるプラットフォームの可能性が考慮されています。研究者らは記事の中でさらに、「他の血管内用途にFDAが承認した材料を使用し、ロボットプラットフォームのモジュール設計と組み合わせることで、翻訳が簡素化され、幅広い臨床ワークフローに適応できるはずだ」と指摘している。
しかし、臨床翻訳にはまだ多くの作業が残されています。 この研究は、これまで断片的に研究されてきた運動、治療負荷、画像処理などの側面を初めて単一システムにまとめた先駆的なものであり、強固な枠組みを提供しながら、さらなる研究が必要なさまざまな解剖学的状態やシナリオを明らかにするものである。
次の課題は臨床試験をできるだけ早く開始することだと著者らは説明する。このアプローチが人体研究で確認されれば、薬物投与に革命をもたらし、より安全で効果的なものになる可能性がある。
#薬物を標的に輸送するための磁気マイクロロボット