Mintavevő mikrorobotok korai rákdiagnózishoz

A Science Advances folyóiratban augusztus 28-án jelent meg a Vanderbilt University kutatóinak cikke, amelyben olyan, milliméteres nagyságrendű mintavevő robotok kifejlesztéséről adnak hírt, amelyek a szervezet nehezen elérhető, zárt tereiből is képesek folyadékmintákat venni. A test egyes szerveiben található folyadékok gazdag információforrást jelentenek az adott szerv vagy terület kémiai összetétele, biomarkerei, baktériumflórája és más fontos paraméterei szempontjából, és ezek az információk segítenek a kutatóknak pontosabb képet alkotni a különböző betegségek, például a rák mechanizmusairól, valamint a betegek egészségi állapotának alakulásáról.

Az ilyen folyadékterek megközelítéséhez, eléréséhez a milliméteres skálán mozgó vezeték nélküli robotok bizonyultak hatékonynak a szűk helyeken való navigációs képességük miatt. Egészen eddig azonban hiányzott a mintavevő, begyűjtő funkció ezekből az eszközökből, mivel ilyen kis léptékben nem álltak rendelkezésre hatékony nyitó és záró mechanizmusok.

Xiaoguang Dong biomérnök és kutatócsoportja ezt a problémát a most megjelent cikkben közöltek szerint hidrogél- és elasztomer hibrideket tartalmazó, külső mágneses mezőkkel vezérelt, milliméteres méretű lágy kapszulák létrehozásával oldotta meg. A kutatók szerint az ilyen eszközöket vékony katéterrel lehetne szállítani a zárt folyadékterek közelébe, innentől kezdve pedig ügyesen mozoghatnának a katéterek számára hozzáférhetetlen csőszerű struktúrákban. A puha kapszulák felszíne speciális, nedvesítő tulajdonságú bevonattal rendelkezik, amely hatékonyan képes folyadékokat beereszteni a kapszula belsejébe.

A kutatók a cikkben a lágy kapszulák pontos vezérlését, a testfolyadékokban történő navigációt és a mintavétel folyamatát is bemutatják egy modellben és ex vivo egy állati szervben, miközben a kapszulát ultrahanggal és képalkotó eljárások felvételei alapján irányítják.

“A mostani cikkünkben bemutatott apró lágy kapszulák utat nyithatnak a minimálisan invazív és célzott folyadékbiopszia számára a test olyan szűk, nehezen megközelíthető helyein, mint például a hasnyálmirigy-vezeték, lehetővé téve a korai diagnózist, és eddig ismeretlen pontosságú bepillantást nyújthatnak a betegségek fejlődésébe a szerveken belüli mintavételezés révén” - nyilatkozta Dong.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Novel technology enabling sampling of liquids in confined spaces could aid early detection of cancer

Millimeter-scale soft capsules for sampling liquids in fluid-filled confined spaces

Irodalmi hivatkozás:

Xiaoguang Dong et al, Millimeter-scale soft capsules for sampling liquids in fluid-filled confined spaces, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp2758