ไมโครโรบ็อต แคปซูลจิ๋ว ความหวังในการรักษาโรคเส้นเลือดสมองตีบ

นักวิจัยด้านโรโบติกส์ จากจากสวิตเซอร์แลนด์ พบวิธีรักษาการอุดตันในเส้นเลือดสมองที่นำไปสู่อาการ “เส้นเลือดสมองตีบ” โดยส่งแคปซูลจิ๋วที่ละลายน้ำได้ใส่ยาละลายลิ่มเลือดเข้าไปยังจุดที่มีการอุดตันได้อย่างแม่นยำ

แคปซูลจิ๋ว ที่ชื่อว่า“ไมโครโรบ็อต” อาจกลายเป็นเครื่องมือใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการสลายการอุดตันของลิ่มเลือดในเส้นเลือดสมอง ที่นำไปสู่อาการหลอดเลือดสมองตีบ

ทีมนักวิจัยด้านโรโบติกส์จากETH Zurich ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ นำเสนองานศึกษาตีพิมพ์ในวารสารScience ว่า พวกเขาได้ออกแบบแคปซูลเจลละลายน้ำ ภายในบรรจุยาสลายลิ่มเลือด และอนุภาคนาโนออกไซด์ของเหล็กในปริมาณพอเหมาะ ใช้สนามแม่เหล็กส่งมันไปยังตำแหน่งที่มีการอุดตันของลิ่มเลือดในเส้นเลือดสมองได้

“หลอดเลือดในสมองมีขนาดเล็กมาก แคปซูลจึงต้องเล็กตามไปด้วย ความท้าทายทางเทคนิคคือ การทำให้แคปซูลที่เล็กขนาดนี้มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กเพียงพอต่อการส่งมันไปยังตำแหน่งที่มีการอุดตัน” ฟาเบียน แลนเดอส์ นักวิจัยกล่าว

ทีมวิจัยระบุว่า การรักษาโรคหลอดเลือดสมองในปัจจุบัน ใช้การฉีดยาละลายลิ่มเลือด ซึ่งต้องใช้ในปริมาณสูงเพื่อทำให้มีตัวยาเพียงพอไปถึงตำแหน่งที่ต้องการ กระบวนการรักษาเสี่ยงต่อผลข้างเคียงที่รุนแรง เช่น เกิดการตกเลือดภายใน

การทดสอบ ไมโครโรบ็อต ทำโดยการใช้สายสวนฉีดไมโครโรบ็อตเข้าไปในแบบจำลองหลอดเลือดมนุษย์และสัตว์ที่ทำจากซิลิโคน โดยใช้สายสวนพิเศษที่มีลวดนำทางภายในและตัวหนีบโพลิเมอร์ที่เปิดออกเพื่อปล่อยไมโครโรบ็อต

แบรดลีย์ เนลสัน หนึ่งในทีมวิจัยบอกว่า ความเร็วของการไหลเวียนของเลือดในระบบหลอดเลือดแดงของมนุษย์แตกต่างกันมากในแต่ละตำแหน่ง ในบางตำแหน่งมีการไหลของเลือดด้วยความเร็วสูงมาก ทำให้การนำทางไมโครโรบ็อตมีความซับซ้อนมากตามไปด้วย

ระบบนำทางของไมโครโรบ็อต จึงต้องอาศัยหลายกลยุทธ์ เพื่อให้เคลื่อนผ่านหลอดเลือดทุกส่วนในศีรษะได้ ทีมวิจัยใช้สนามแม่เหล็กแบบหมุนเพียงหนึ่งชุด และสามารถบังคับไมโครโรบ็อตได้อย่างแม่นยำด้วยความเร็วสูงสุด 4 มิลลิเมตรต่อวินาที

กลยุทธ์อีกแบบหนึ่ง ทีมวิจัยใช้ความเข้มของสนามแม่เหล็กเพื่อดึงไมโครโรบ็อตให้เคลื่อนไปสวนทิศของแรงดันเลือดที่สูงกว่า ซึ่งบางกรณีอาจมีความเร็วสูงถึง 20 เซนติเมตรต่อวินาที แต่นักวิจัยระบุว่า ระดับความเข้มของสนามแม่เหล็กที่ใช้นั้นไม่มีผลเสียต่อร่างกาย

ทีมวิจัยของ ETH Zurich ยังเติมอนุภาคนาโนของแทนทาลัมลงไปเพื่อให้สามารถติดตามการรักษาด้วยการเอ็กซเรย์ได้ ซึ่งพวกเขาใช้เวลาหลายปีในการปรับสัดส่วนของส่วนผสม ถึงตอนนี้ทีมวิจัยได้ไมโครโรบ็อตที่สามารถนำทางได้ที่น่าเชื่อถือผ่านเส้นเลือดและหลอดเลือดทั้งหมดราว 360 เส้นในร่างกายมนุษย์

หลังประสบความสำเร็จในการสาธิตในห้องแล็ป ทีมนักวิจัยเริ่มนำไปทดลองในหมู ซึ่งพบว่า ร้อยละ 95 ของการทดลอง ไมโครโรบ็อตสามารถส่งยาละลายลิ่มเลือดไปถึงตำแหน่งที่ถูกต้อง นอกจากนี้กระบวนการยังให้ผลลัพธ์ที่ดีในการทดลองในน้ำไขสันหลังของแกะ บ่งชี้ว่า นวัตกรรมใหม่นี้อาจใช้ได้กับการรักษาทางการแพทย์รูปแบบอื่นๆ อีกมาก

ที่มา
These tiny robots swim through your blood to fight strokes