Românul care a contribuit la revoluția în medicină: micro-robotul care administrează medicamente

Inspirați de un vierme parazit care își înfige dinții ascuțiți în intestinele gazdei sale, cercetătorii Johns Hopkins au proiectat microdispozitive mici, în formă de stea, care se pot prinde de mucoasa intestinală și pot elibera medicamente în organism.

David Gracias, profesor la Școala de Inginerie a Universității Johns Hopkins, și Florin M. Selaru, gastroenterolog și director al Centrului de Boli Inflamatorii Intestinale Johns Hopkins, au condus o echipă de cercetători și ingineri biomedicali care a conceput și testat microdispozitive stea.

Fabricat din metal și film subțire, care își schimbă forma și acoperit cu o ceară de parafină sensibilă la căldură, “teragrippers”, fiecare aproximativ de mărimea unui fir de praf, poate transporta orice medicament și îl poate elibera treptat în corp.

Inovația este cu adevărat utilă

Eliberarea treptată sau extinsă a unui medicament este un obiectiv frecvent cercetat în medicină. Selaru explică faptul că o problemă cu medicamentele cu eliberare îndelungată este că acestea își fac adesea drum în totalitate prin tractul gastro-intestinal înainte de a-și termina eliberarea compușilor.

“Constricția normală și relaxarea mușchilor tractului gastrointestinal fac imposibil ca medicamentele cu eliberare îndelungată să rămână în intestin suficient de mult pentru ca pacientul să primească doza completă”, spune Selaru.

“Am lucrat pentru a rezolva această problemă prin proiectarea acestor mici purtători de medicamente care se pot prinde în mod autonom pe mucoasa intestinală și pot menține încărcătura de medicamente în interiorul tractului gastrointestinal pentru perioada de timp dorită”.

Cum funcționează?

Mii de terapeuți roboți pot fi dislocați în tractul gastrointestinal. Când învelișul de ceară de parafină de pe clești atinge temperatura din interiorul corpului, dispozitivele se închid autonom și se fixează pe peretele colonului.

Acțiunea de închidere face ca dispozitivele mici, cu șase colțuri, să se înfigă în mucoasă și să rămână atașate de colon, unde sunt reținute și își eliberează treptat sarcinile utile de medicamente în corp.

În cele din urmă, teragrippers își pierd controlul asupra țesutului și sunt eliberați din intestin prin funcția musculară gastro-intestinală normală.

Gracias constată progresele înregistrate în domeniul ingineriei biomedicale în ultimii ani.

“Am văzut introducerea de dispozitive inteligente dinamice, microfabricate, care pot fi controlate prin semnale electrice sau chimice”, spune el. “Dar aceste prinderi sunt atât de mici încât bateriile, antenele și alte componente nu se vor potrivi pe ele”.

Teragrippers, spune Gracias, nu se bazează pe electricitate, semnale wireless sau controale externe. “În schimb, acestea funcționează ca arcuri mici, comprimate, cu o acoperire declanșată de temperatură pe dispozitivele care eliberează autonom energia stocată la temperatura corpului.”