ไมโครบ็อตขนาดจิ๋ว ความหวังรักษาเส้นเลือดในสมองตีบ

การศึกษาล่าสุดจาก ETH Zurich มหาวิทยาลัยในสวิตเซอร์แลนด์ ได้พัฒนาไมโครบ็อตนำส่งยาเฉพาะจุด ที่ช่วยให้แพทย์สามารถละลายการอุดตันที่ก่อให้เกิดโรคหลอดเลือดสมอง รักษาการติดเชื้อด้วยยาปฏิชีวนะ และนำส่งยาเคมีบำบัดไปยังเนื้องอกโดยตรง โดยไม่เกิดผลข้างเคียงต่อส่วนอื่นของร่างกาย

หุ่นยนต์นี้เป็นแคปซูลทรงกลมขนาดเล็กมาก ทำจากเจลที่สามารถละลายได้ และมีอนุภาคนาโนออกไซด์ของเหล็กผสมอยู่เพื่อให้สามารถถูกควบคุมด้วยแม่เหล็ก นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถติดตามตำแหน่งของโรบ็อตได้ผ่านเทคโนโลยีเอกซเรย์

ดร.ฟาเบียน แลนเดอร์ส ผู้เขียนงานวิจัยกล่าวว่า เนื่องจากหลอดเลือดในสมองของมนุษย์มีขนาดเล็กมาก จึงมีขีดจำกัดว่าแคปซูลจะมีขนาดใหญ่ได้แค่ไหน ส่วนความท้าทายทางเทคนิคคือการทำให้แคปซูลที่เล็กขนาดนี้ยังคงมีคุณสมบัติแม่เหล็กเพียงพอ ยังไม่ต้องพูดถึง เรื่องการสร้างการนำทางหุ่นยนต์ผ่านเส้นเลือดที่ซับซ้อน เต็มไปด้วยทางคดเคี้ยว การแตกแขนง และกระแสเลือดที่ไหลเร็ว

เพื่อแก้ปัญหาให้ได้ตรงจุด ทีมวิจัยพัฒนา 3 วิธีในการขับเคลื่อนไมโครโรบ็อตโดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับแรงแม่เหล็กที่ใช้ นักวิทยาศาสตร์สามารถทำให้หุ่นยนต์กลิ้งไปตามผนังหลอดเลือด หรือดึงให้มันเคลื่อนไปในทิศทางที่ต้องการ

ทั้ง 3 โหมดใช้แรงแม่เหล็กเฉพาะรูปแบบเพื่อช่วยนำทางผ่านความท้าทายในกระแสเลือด ไม่ว่าจะเป็นการกลิ้งไปตามผนังหลอดเลือด การเคลื่อนทวนกระแส หรือการผ่านจุดแตกแขนงของเส้นเลือด

เทคนิคเหล่านี้ ช่วยให้ไมโครโรบ็อตสามารถเคลื่อนที่ไปตามหรือทวนกระแสเลือดได้ และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุดประมาณ 4 มิลลิเมตรต่อวินาที หรือประมาณ 1 นิ้วทุก 6 วินาที

เมื่อไมโครโรบ็อตไปถึงจุดหมาย นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้สนามแม่เหล็กความถี่สูงทำให้ตัวหุ่นยนต์ร้อนขึ้น ส่งผลให้เปลือกเจลละลายและปล่อยตัวยาที่บรรจุอยู่ภายในออกมา

สิ่งประดิษฐ์นี้ผ่านการทดสอบด้วยแบบจำลองหลอดเลือดจากซิลิโคนที่เลียนแบบหลอดเลือดของมนุษย์และสัตว์ รวมถึงการทดสอบในหมูหลายตัว และในสมองของแกะ

เป้าหมายถัดไปของนักวิทยาศาสตร์คือการเริ่มทดลองทางคลินิกในมนุษย์ เพื่อให้เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในห้องผ่าตัดของโรงพยาบาลได้ในอนาคตอันใกล้