Bilim insanları, bu kapsüllerin içini pıhtı çözücü ilaçlarla dolduruyor ve az miktarda radyoaktif izleyici madde ekleyerek doktorların vücut içindeki yolculuğunu görüntüleme cihazlarıyla takip etmesini sağlıyor.
YÜKSEK DOZ RİSKİ
Bugün felç geçiren hastalarda damar içindeki pıhtıyı çözmek için çoğunlukla damar yolu ile verilen güçlü ilaçlar kullanılıyor. Kan dolaşımının çok geniş olması nedeniyle, hedef bölgeye yeterli ilaç ulaşsın diye genelde yüksek dozlar gerekiyor. Bu da iç kanama dahil ciddi yan etki riskini artırıyor.
İsviçre’deki ETH Zürih’ten robotik araştırmacıları ise bu duruma alternatif bir yöntem üzerinde çalışıyor. Science dergisinde yayımlanan çalışmada ekip, içinde yeterli miktarda demir oksit nanoparçacıkları bulunan, çözünebilen jel kapsüller tasarladıklarını açıklıyor. Bu parçacıklar kapsülü manyetik hale getiriyor ve dışarıdan uygulanan manyetik alanla yönlendirilmesini mümkün kılıyor.
Araştırmacılardan Fabian Landers, “İnsan beynindeki damarlar çok ince, bu yüzden kapsülün boyutu sınırlı. Zorluk, bu kadar küçük bir kapsülün yeterince güçlü manyetik özelliklere sahip olmasını sağlamak” diyerek tekniğin hassas dengesine dikkat çekiyor.
MANYETİK REHBERLİK SİSTEMİ
Ekip, kapsülü röntgen ışını altında takip edebilmek için içine tantal elementine ait nanoparçacıklar da eklemiş. Yıllar süren denemelerin ardından, insan vücudundaki yaklaşık 360 ana damar yolu boyunca güvenle hareket edebilen bir mikrorobot tasarlandığı belirtiliyor.
Çalışmanın ortak yazarlarından Bradley Nelson, kullandıkları manyetik alanların avantajını şöyle anlatıyor: “Manyetik alanlar ve alan gradyanları, vücuda derinlemesine nüfuz edebildikleri ve bizim kullandığımız güç ve frekanslarda vücuda zarar vermedikleri için minimal invaziv işlemler için ideal.”
Laboratuvar testleri sırasında mikrorobotlar önce insan ve hayvan damarlarını taklit eden yapay silikon modellerine, özel bir kateter aracılığıyla enjekte edildi. İçinde yönlendirme teli ve robotu bırakmak için açılıp kapanabilen bir tutucu bulunan bu kateter, halihazırda kullanılan sistemlere benzer şekilde tasarlandı.
Ancak cihazı götürmek sadece “yavaş yavaş ilerlemek” kadar basit değil. Nelson, insan atardamarlarındaki kan akış hızının damarın konumuna göre çok değiştiğini, bu nedenle mikrorobotun hızını ve yönünü sürekli ayarlayan üç farklı manyetik kontrol stratejisi kullandıklarını söylüyor.
Bir senaryoda dönen manyetik alanla robot saniyede 4 milimetreye kadar hızla ilerletildi. Başka bir modelde ise değişen manyetik alan gradyanı sayesinde robot, kan akışına ters yönde bile saniyede 20 santimetreye varan hızlara çıkabildi. Landers, “Damarlarımızdan ne kadar fazla ve ne kadar hızlı kan geçtiğini görmek gerçekten çarpıcı. Navigasyon sistemimizin bütün bunlara rağmen kontrolü elinde tutması gerekiyor” diyor.
HAYVAN DENEYLERİNDE BAŞARI
Laboratuvar ortamında başarı sağlandıktan sonra ekip, yöntemi domuzlar üzerinde test etti. Yapılan deneylerde mikrorobot, pıhtı çözücü ilacı hedeflenen bölgeye yüzde 95 oranında doğru bir şekilde ulaştırmayı başardı.
Sistem, yalnızca damar içi pıhtı tedavisi için değil, farklı sıvı ortamlar için de deneniyor. Araştırmacılar, mikrorobotun koyunlarda beyin ve omuriliği koruyan beyin omurilik sıvısı içinde de güvenle yönlendirilebildiğini gösterdi. Bu sonuç, gelecekte beyin hastalıkları veya omurilikle ilgili rahatsızlıklar için ilaçların çok daha hassas bir şekilde taşınabileceğine işaret ediyor.
Landers, karmaşık anatomik yapılar içinde yol bulabilen bu tür mikrorobotların “pek çok yeni tedavi yöntemi için kapı aralayabileceğini” vurgularken, çalışmanın henüz klinik deneme aşamasına gelmediğinin altını çiziyor. Yani felçli hastalarda bu yöntemle tedaviye daha zaman var; ancak damar içinde uzaktan kumandalı ilaç kapsüllerinin, geleceğin standart müdahale yöntemlerinden biri olabileceği şimdiden konuşulmaya başlandı.
