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De minuscules robots peuvent voyager à travers le sang qui coule pour délivrer des médicaments

Par Donna Lu

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Le flux sanguin ne peut pas retenir de minuscules robots d'administration de médicaments

Photothèque scientifique / Alamy

De minuscules robots porteurs de médicaments qui peuvent se déplacer dans le sens contraire du flux sanguin pourraient un jour être utilisés pour administrer des médicaments de chimiothérapie directement aux cellules cancéreuses.

Metin Sitti à l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents à Stuttgart, en Allemagne et ses collègues ont développé de minuscules robots appelés «microrollers» qui peuvent transporter des médicaments contre le cancer et cibler sélectivement les cellules cancéreuses du sein humain.

L'équipe s'est inspirée de la conception des robots à partir des globules blancs du corps humain, qui peuvent se déplacer le long des parois des vaisseaux sanguins dans le sens contraire du flux sanguin.

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Les microrollers sont fabriqués à partir de microparticules de verre et sont de forme sphérique. La moitié du robot était recouverte d'un mince nanofilm magnétique en nickel et en or. L'autre moitié était recouverte de la doxorubicine, un médicament anticancéreux, ainsi que de molécules qui reconnaissent les cellules cancéreuses.

L'équipe a testé les robots dans une simulation utilisant du sang de souris et des canaux synthétiques tapissés de cellules endothéliales humaines – le type de cellules qui tapissent les parois internes de nos vaisseaux sanguins.

Les robots ont été exposés à un mélange de tissus cancéreux et sains. Les microrollers se sont attachés sélectivement aux cellules cancéreuses et ont été activés à l'aide d'une lumière UV pour libérer le médicament à base de doxorubicine.

En appliquant des champs magnétiques, l'équipe a pu contrôler le mouvement des microrollers, à la fois avec et contre l'écoulement du sang. Les microrollers peuvent atteindre une vitesse allant jusqu'à 600 micromètres par seconde.

"Si vous arrivez à une jonction dans un système vasculaire où vous devez prendre le bon chemin et si vous le manquez, alors vous pouvez revenir en arrière et aller au bon", explique Setti.

L'équipe a testé des robots d'un diamètre compris entre 3 et 7,8 micromètres. À titre de comparaison, les globules rouges humains mesurent jusqu'à 8 micromètres de diamètre.

À l'avenir, les chercheurs souhaitent utiliser d'autres méthodes pour déclencher la libération du médicament, comme la chaleur ou la lumière proche infrarouge. Ils prévoient également d'essayer de fabriquer des microrollers à partir de matériaux biodégradables qui se décomposeraient dans le corps en quelques semaines ou mois.

L'équipe prévoit de tester prochainement les microrollers chez les animaux. «Les rouleaux doivent transporter suffisamment de médicaments contre le cancer, c'est pourquoi nous devons les avoir en grand nombre», explique Setti. "Mais comme nous pouvons les transporter localement vers la bonne cible et les livrer là-bas, nous n'avons pas besoin de doses énormes."

Référence de la revue: Science Robotics, DOI: 10.1126 / scirobotics.aba5726

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