В то время как проглатываемые капсульные эндоскопы произвели революцию в диагностике желудочно-кишечного тракта, нынешним капсульным устройствам по-прежнему трудно сочетать диагностические функции (нацеленная биопсия) и терапевтические функции (нацеленная доставка лекарств) при однократном пероральном приеме. Теперь исследования преодолели это ограничение, представив нового многокамерного робота с магнитной капсулой (названного макаботом), который может выборочно открывать определенные камеры по требованию для целевого отбора проб жидкости или целевого высвобождения лекарств.
Капсульный робот имеет несколько независимых камер, каждая из которых оснащена специально разработанным магнитным клапаном. Ключевое нововведение заключается в том, что активация этих клапанов чувствительна только к магнитным силам с определенных направлений. Применяя магнитные поля с разными направлениями градиента, целевую камеру можно открывать выборочно (как при использовании разных ключей для разных замков), в то время как другие остаются надежно закрытыми. Кроме того, на эту функцию «селективного открытия» не будет влиять магнитный момент, что позволит вращающемуся магнитному полю привести капсулу в движение к целевому месту. Кроме того, робот имеет модульную конструкцию, позволяющую гибко регулировать количество камер по мере необходимости.
«Это похоже на то, что робот оснащен несколькими независимо управляемыми переключателями», — объяснил соавтор профессор Цинсун Сюй. «Врач может направить робота в нужное место, затем «командовать» одной камере открыться для отбора проб телесной жидкости, а затем «командовать» другой камере выпустить лекарство в то же или другое место. Эти операции могут быть завершены после однократного перорального приема, что значительно повышает комфорт и эффективность диагностики и лечения».
Кроме того, исследовательская группа успешно проверила функциональность робота на моделях свиного желудка ex vivo. Под контролем ультразвуковой визуализации в реальном времени робот может точно перемещаться к целевым участкам. Кроме того, робот проводил отбор проб жидкостей и выпуск лекарств на разных участках. Команда также продемонстрировала создание in situ гидрогелевого пластыря с лекарственным средством, адаптирующегося к форме, на целевом участке путем хранения полимера и сшивающего агента в разных камерах. Это предлагает новую стратегию устойчивого высвобождения лекарств.
«Наша работа обеспечивает интегрированную платформу для точной диагностики и лечения желудочно-кишечных заболеваний, что является важным направлением для разработки минимально инвазивных медицинских устройств», — сказал другой соавтор, профессор Ян Лу. «Он не только уменьшает дискомфорт, связанный с несколькими процедурами для пациентов. Но также, благодаря своей многокамерной конструкции, он поддерживает некоторые случаи, связанные с комбинированной лекарственной терапией и множественными участками поражения».
Исследователи полагают, что этот многофункциональный капсульный робот имеет значительный потенциал для клинического применения, открывая путь к новому подходу к диагностике и лечению желудочно-кишечных заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника.
У Цзы, Ван Икс, Лу Юй, Сюй Цюй.
Многокамерный магнитно-капсульный робот для выборочного отбора проб жидкостей и доставки лекарств.
Natl Sci Rev. 2025, 19 сентября; 12 (11): nwaf400. дои: 10.1093/нср/nwaf400
Ещё по этой теме
