Ученые впервые смогли заставить управляемых магнитным полем нанороботов проскальзывать сквозь плотное вещество стекловидного тела глаза, что в перспективе может помочь в лечении множества глазных заболеваний — от диабетической ретинопатии до глаукомы, говорится в статье, опубликованной в Science Advances. До сих пор подобные нанороботы могли перемещаться только в биологических жидкостях или модельных системах, но не в реальных тканях.

Врачи-офтальмологи часто сталкиваются с необходимостью вводить лекарства в стекловидное тело — прозрачную белковую субстанцию, которая заполняет глаз. Традиционные методы точечного введения лекарств позволяют относительно легко добраться до передней части глаза, однако рассчитывать на пассивное «просачивание» молекул действующего вещества сквозь стекловидное тело в заднюю часть глаза не приходится, его вещество слишком плотное. Вводить лекарства для глаза в кровь тоже не имеет смысла, поскольку их не пропустит гемато-ретинальный барьер.

Исследователи из Германии, Дании и Китая под руководством Пира Фишера (Peer Fischer) из Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка попытались решить эту проблему с помощью магнитных нароботов — наночастиц, чьим движением можно управлять с помощью внешнего магнитного поля.

Готовые нанороботы/Science Advances / AAAS

Они создали спиралевидные структуры из диоксида кремния и никеля c «головой» диаметром 500 нанометров и длиной 2 микрона — это примерно соответствует размеру ячеек сетки гиалуроновых макромолекул (500 нанометров), из которых и состоит стекловидное тело.

Но главным секретом нанороботов стало специальное скользящее покрытие на основе перфторуглеродов, которое ученые «подсмотрели» у плотоядных растений рода Nepenthes. Ловчие «кувшины» этих хищных растений покрыты очень скользким слоем вещества, которое не дает жертве выбраться из ловушки. От других естественных покрытий, например, тех, что покрывают листья лотосов, перфторуглеродное отличается еще и устойчивостью к давлению и механическим повреждениям.

В ходе эксперимента ученые набирали в шприц воду, содержащую нанороботов, а затем вводили ее в свиной глаз. Затем, под действием магнитного поля индукцией примерно 8 миллитесла, нанороботы начинали двигаться в стекловидном теле со скоростью примерно 10 микрон в секунду. В результате нанороботы смогли успешно преодолеть расстояние около 1 сантиметра и добраться до сетчатки глаза, причем их движением можно было достаточно легко управлять.

Схема эксперимента с нанороботами/Science Advances / AAAS