Крошечные устройства управляются ультразвуком. Исследование опубликовано в Nature Communications. Швейцарские инженеры разработали пузырькового микроробота, способного перемещаться по крошечным сложным кровеносным сосудам мозга с помощью ультразвука. Устройства прошли испытание на мышах и в будущем могут использоваться для точной доставки лекарств при лечении рака мозга и инсульта.

Микророботы представляют собой наполненные газом микропузырьки диаметром от 1,1 до 1,4 мкм, покрытые липидами. Пузырьки изготовлены из флуоресцентного контрастного вещества, которое используется в ультразвуковой визуализации. А липидная оболочка состоит из вещества, образующего клеточные мембраны. Оба компонента со временем растворяются в организме.

Ученые ввели микропузырьки в сосуды мозга мышей и позволили им циркулировать в кровотоке животного. С помощью микроскопии исследователи отслеживали перемещения бота в режиме реального времени, а четыре датчика, прикрепленных к внешней части головы мыши и генерирующих ультразвук управляли устройствами. Реагируя на акустические волны, роботы самостоятельно собирались в группы и перемещались по сосудам мозга.

Пузырьковые микророботы в сосудах мозга мыши под микроскопом (справа) и схема системы для управления роботами (слева). Изображение: Alexia Del Campo Fonseca et al., Nature Communications

Боты развивали скорость до 1,5 мкм/с и успешно двигались против потока крови со скоростью до 10 мм/с. Анализируя ткань мозга после эксперимента, исследователи обнаружили, что микророботы не повредили оболочку сосудов и не вызвали гибель нейронов.

Микророботы, которые могут перемещаться по крошечным сосудам мозга, обеспечат точную доставку лекарств и позволят выполнять минимально инвазивные операции. Существующие технологии тестировали роботов, управляемых магнитами, но они состоят из токсичных материалов, которые сложно выводить из организма. Пузырьковые микророботы из уже используемых и одобренных в медицине веществ можно будет быстрее приспособить для лечения людей.