Несмотря на заметный прогресс в медицине, повреждения спинного мозга по-прежнему остаются одними из самых сложных травм для лечения. Рубцы часто мешают росту нервных волокон, а сами нервные клетки обычно не способны восстанавливаться самостоятельно. Возможное решение — группа инъекционных нанороботов, содержащих стволовые клетки и способных помогать нервным клеткам регенерировать. Об этих крошечных устройствах говорится в исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Materials.
Чтобы создать новые устройства, команда ETH Zurich в Швейцарии разработала микроскопические машины, которые объединяют живые нейронные прогениторные клетки (NPCs) — специализированные стволовые клетки, предназначенные для работы со спинным мозгом, — и специально настроенные наночастицы. Эти наночастицы состоят из двух слоев: один чувствителен к магнитным полям, а другой преобразует их в электрические сигналы.
«Мы помещаем в центре резервуар, где удерживаем клетки. Затем вводим наночастицы и ждем, пока два компонента свяжутся», — рассказал в заявлении соавтор исследования и робототехник ETH Zurich Сальвадор Панэ и Видаль.
Ширина каждого наноробота составляет около 6 микрометров, то есть они меньше эритроцита. При этом для проведения процедуры требуется огромное количество таких устройств. В ходе экспериментов на животных нужны миллионы наноботов. Даже при таком количестве первые результаты выглядят многообещающе. В тестах на мышах с перерезанным спинным мозгом нервные клетки, стимулированные микророботами, начали заново соединяться в месте повреждения в течение 28 дней. К концу испытания у мышей заметно улучшились движения, походка, координация и исследовательское поведение.
До того как такие наноботы можно будет применять на практике, потребуется значительно больше исследований. Однако команда надеется в будущем начать испытания похожих устройств на людях. Перед этим нужно определить, какие магнитные поля наиболее эффективны и как долго их следует применять. При этом сама концепция может пригодиться и для лечения проблем с регенерацией в органах и ранах.
«Воспроизводимое и масштабируемое производство микророботов с помощью нашей системы lab-on-a-chip показывает, что потенциал платформы выходит за рамки базовых исследований», — добавил Панэ и Видаль.
Публикация может быть полезна тем, кто следит за развитием медицинской робототехники и технологиями регенеративной медицины. Она показывает, как микророботы могут в будущем помочь в лечении тяжелых травм, хотя до практического применения еще далеко.
