Jedną z trudności w leczeniu raka za pomocą chemioterapii jest to, że większość obecnych technik chemioterapii wymaga systemowego dostarczania leków.
Kiedy leki są podawane rutynowo, przemieszczają się one po całym ciele do określonych komórek tam, gdzie są potrzebne, powodując wszelkiego rodzaju skutki uboczne wywołane chemioterapią.
Wielu pacjentów z rakiem, którzy przechodzą chemioterapię, powie ci, że skutki uboczne leków sprawiają, że czują się gorzej niż sam rak. Naukowcy szukają sposobów dostarczania leków przeciwnowotworowych, które ogólnie nie powodują skutków ubocznych w organizmie.
Naukowcy stworzyli teraz maleńkie, zmieniające kształt mikroroboty, które mogą dostarczać leki bezpośrednio do komórek tam, gdzie są potrzebne. Te mikroroboty mają kształt małych rybek i są magnesami przeznaczonymi bezpośrednio do komórek rakowych. Kiedy dotrą dokładnie do miejsca na ciele, aby wyleczyć raka, zmiana pH powoduje, że roboty otwierają rybie pyski, aby podać dawkę leku.
W przeszłości mikroroboty mniejsze niż 100 µm były projektowane do obsługi małych obiektów. Nie mogą jednak zmienić kształtu potrzebnego do wykonywania skomplikowanych zadań, takich jak warzenie mikstur. Kolejnym wyzwaniem dla poprzednich robotów tego typu jest to, że niektóre zespoły mogą projektować obiekty drukowane w
D, ale mogą wykonywać tylko proste zadania. Obiekt
D to drukowane urządzenie 3D, które może zmieniać kształt w odpowiedzi na określony bodziec.
W ramach tych nowych badań zespół naukowców opracował zmiennokształtne mikroroboty, które są kierowane przez magnesy w określone miejsce na ciele. Ponieważ guzy są kwaśne, zespół zaprojektował robota tak, aby zmieniał kształt w odpowiedzi na spadek pH. Pierwsze mikroroboty powstały w postaci kraba, motyla lub ryby przy użyciu hydrożeli reagujących na pH. Zespół był w stanie dostosować gęstość druku w określonych obszarach robota, takich jak krawędzie pazurów kraba, skrzydła motyla i pyski ryb, aby zakodować zmiany konformacyjne w odpowiedzi na pH.
Aby maleńkie roboty były magnetyczne, umieszcza się je w zawiesinie nanocząstek tlenku żelaza. Podczas testów zespół był w stanie zademonstrować możliwości różnych typów robotów. Robot w kształcie ryby ma regulowane usta, które można otwierać i zamykać. Odkryto również, że ta forma może być manipulowana przez symulowane naczynia krwionośne, aby dotrzeć do komórek rakowych w określonym obszarze szalki Petriego.
Kiedy pH otaczającego roztworu w pojemniku spada, ryba otwiera pysk i podaje lek chemioterapeutyczny, który może zabić pobliskie komórki rakowe. Chociaż badanie jest dowodem na to, że koncepcja działa, nadal pozostaje wiele do zrobienia, zanim potencjalne badania na ludziach staną się dostępne. Tak małe jak mikroroboty, muszą być jeszcze mniejsze, aby mogły podróżować przez naczynia krwionośne ludzkiego ciała. Zespół musi również opracować metody obrazowania, aby identyfikować roboty wewnątrz ciała i śledzić ich ruchy.
Nic nie wskazuje na to, kiedy i czy ich nowy wynalazek mógłby rozpocząć próby na ludziach. Większość funduszy na badania nad tym konkretnym produktem pochodzi ze źródeł chińskich. Niedawno naukowcy z Princeton opracowali nową metodę wytwarzania miękkich robotów. Ich technika wykorzystuje polimer do tworzenia elastycznych robotów, które mogą odkształcać się w określone kształty, aby wykonywać zadania, takie jak chwytanie przedmiotów. Elastyczny robot jest w stanie zbierać takie rzeczy jak jagody i jest wystarczająco delikatny, aby nie uszkodzić bardzo miękkich i delikatnych przedmiotów.