محققان کانادایی به رهبری Gilles Soules رویکرد جدیدی را برای درمان تومورهای کبد با استفاده از میکروربات های هدایت شونده با آهنربا در دستگاه MRI ایجاد کرده اند.
ایده تزریق میکرو ربات ها
ایده تزریق ربات های میکروسکوپی به جریان خون برای بهبود بدن انسان جدید یا از رمان های علمی تخیلی نیست. با هدایت یک میدان مغناطیسی خارجی، ربات های زیست سازگار مینیاتوری ساخته شده از نانوذرات اکسید آهن می توانند خدمات پزشکی را به شیوه ای بسیار هدفمند ارائه دهند.
تا به حال، یک مانع فنی وجود داشته است: نیروی گرانشی این میکروربات ها از نیروی مغناطیسی فراتر رفته است، که هدایت آنها را در زمانی که تومور بالای محل تزریق است محدود می کند.
در حالی که میدان مغناطیسی MRI زیاد است، گرادیان مغناطیسی مورد استفاده برای هدایت و تولید تصاویر آن ضعیف تر است. دکتر ژیل سولز، یکی از محققان این دانشگاه گفت: برای حل این مشکل، الگوریتمی برای تعیین موقعیتی که بدن بیمار باید در آن قرار گیرد، توسعه دادیم. این بهترین موقعیتی است که در آن می توان از MRI بالینی ترکیبی با گرانش و نیروی مغناطیسی استفاده کرد.
او افزود: «این اثر ترکیبی باعث می‌شود تا میکروربات‌ها بتوانند در شاخه‌های شریانی که تومور را تغذیه می‌کنند، راحت‌تر حرکت کنند.» با تغییر جهت میدان مغناطیسی، می‌توانیم آنها را دقیقاً به سمت مکان‌هایی که نیاز به درمان دارند هدایت کنیم و در نتیجه سلول‌های سالم را حفظ کنیم.»
دقت بیشتری اعمال کنید
این مطالعه که در Science Robotics منتشر شده است، می تواند رویکردهای رادیولوژی مورد استفاده برای درمان سرطان کبد را تغییر دهد.
شایع ترین نوع این سرطان ها کارسینوم کبدی است. کارسینوم مسئول ۷۰۰۰۰۰ مرگ و میر در سراسر جهان در سال است و در حال حاضر اغلب با شیمی‌آمبولیزاسیون ترانس شریانی درمان می‌شود.
این درمان تهاجمی، که به پرسنل بسیار ماهر نیاز دارد، شامل تزریق مستقیم شیمی‌درمانی به شریان تغذیه‌کننده تومور کبد و مسدود کردن خونرسانی به تومور با استفاده از میکروکاتترهایی است که توسط اشعه ایکس هدایت می‌شوند.
سولز گفت: “رویکرد هدایت رزونانس مغناطیسی ما را می توان با استفاده از یک کاتتر قابل کاشت مشابه آنچه در شیمی درمانی استفاده می شود انجام داد.” مزیت دیگر این روش این است که تومورها در MRI بهتر از اشعه ایکس قابل مشاهده هستند.
به لطف توسعه یک میکروربات تزریقی سازگار با MRI، دانشمندان توانستند «رشته‌های ذرات» را که مجموعه‌ای از میکروربات‌های قابل مغناطیسی هستند، جمع‌آوری کنند. از آنجایی که اینها نیروی مغناطیسی بیشتری دارند، هدایت و شناسایی آنها بر روی تصاویر ارائه شده توسط دستگاه MRI آسانتر است.
به این ترتیب دانشمندان می توانند اطمینان حاصل کنند که رشته ها در جهت درست حرکت می کنند و دوز درمان کافی است. با گذشت زمان، هر میکروربات بخشی از درمان را پوشش می دهد، بنابراین ضروری است که رادیولوژیست ها بدانند تعداد آنها چقدر است.
حس خوب کنترل توسط میکرو ربات ها
سولز گفت: “ما آزمایشاتی را روی دوازده خوک انجام دادیم تا شرایط تشریحی بیمار را تا حد امکان تکرار کنیم.” یک نتیجه واضح بود: میکروربات‌ها ترجیحاً شاخه‌های شریان کبدی را که توسط الگوریتم هدف قرار گرفته بود دنبال کردند و به مقصد رسیدند.
تیم او مطمئن شد که محل تومور در قسمت‌های مختلف کبد تأثیری بر اثربخشی چنین رویکردی ندارد.
وی افزود: با استفاده از آناتومی آناتومیک کبد انسان توانستیم ۱۹ بیمار تحت درمان آمبولیزاسیون ترانس شریانی میکروربات را شبیه سازی کنیم که در مجموع ۳۰ تومور در قسمت های مختلف کبد داشتند و در بیش از ۹۵ درصد موارد در موارد، محل تومور مطابق با الگوریتم هدایت برای رسیدن به تومور هدف بود.
با وجود این پیشرفت علمی، کاربرد بالینی این فناوری هنوز تا ورود به فرآیند درمان فاصله دارد.
سولز می‌گوید: «اول از همه، با استفاده از هوش مصنوعی، باید جهت‌گیری میکروربات‌ها را با شناسایی محل آنها در کبد و همچنین بروز انسداد در شاخه‌های شریان کبدی که تومور را تغذیه می‌کنند، بهینه کنیم.
دانشمندان همچنین باید جریان خون، موقعیت تومور بیمار و جهت میدان مغناطیسی را با استفاده از نرم افزار شبیه سازی جریان مایعات در عروق مدل کنند. این شبیه سازی امکان ارزیابی تاثیر پارامترها بر انتقال میکروربات ها به تومور هدف را فراهم می کند و در نتیجه دقت رویکرد را بهبود می بخشد.
منبع: دیجیاتو
گفتگو در مورد این post