O nouă tehnologie ar putea schimba modul în care sunt tratate infecțiile grave ale inimii. Niște roboți minusculi sunt ghidați magnetic prin organism și pot elibera antibiotice direct în țesutul infectat, fără o intervenție chirurgicală pe cord deschis.
Roboții au dimensiuni foarte mici: au aproximativ lungimea unui bob de orez și lățimea vârfului unui creion sau a capului unui chibrit.
Medicamentele ajung direct la locul infecției: sistemul a fost conceput pentru a administra antibiotice în țesutul cardiac afectat de endocardită.
Tratamentul ar putea fi mult mai scurt: cercetătorii estimează că procedura ar putea dura aproximativ 10 minute până la o oră, în locul săptămânilor de tratament intravenos.
Tehnologia este încă în faza de testare: rezultatele inițiale sunt promițătoare, însă sunt necesare teste suplimentare înainte ca metoda să poată fi utilizată la pacienți.
O infecție gravă a inimii ar putea fi tratată, în viitor, cu ajutorul unor roboți atât de mici încât încap pe vârful unui creion. Inginerii de la Universitatea Johns Hopkins au dezvoltat un sistem robotic care transportă medicamentele direct la țesutul cardiac infectat, cu scopul de a face tratamentul mai precis și mai puțin invaziv.
Tehnologia a fost concepută pentru a combate endocardita, o infecție a țesutului care căptușește interiorul inimii și poate pune viața în pericol. În prezent, tratamentul presupune administrarea intravenoasă a antibioticelor timp de mai multe săptămâni, iar în unele cazuri este necesară o operație riscantă pe cord deschis.
Noua abordare urmărește să ducă medicamentul exact acolo unde este nevoie de el, fără ca pacientul să fie supus unei intervenții chirurgicale majore. Studiul a fost publicat în revista Advanced Materials Technologies.
Sistemul nu se bazează pe un singur robot, ci pe doi microroboți care lucrează împreună. Fiecare are un rol bine stabilit, iar deplasarea lor este controlată cu ajutorul câmpurilor magnetice generate de un sistem extern.
Primul robot, numit de echipă „modulul-ac”, se fixează pe țesutul cardiac, chiar în zona infectată. Acesta funcționează ca o stație de andocare, pregătită să primească al doilea robot.
Cel de-al doilea, modulul care transportă medicamentul, se deplasează până la primul și se atașează de acesta prin intermediul forțelor magnetice. Odată ajuns la destinație, eliberează treptat antibioticul direct în zona afectată.
Un avantaj important este că modulul care transportă medicamentul poate fi înlocuit, în timp ce primul robot rămâne fixat la locul țintă. Astfel, sistemul ar putea permite administrarea repetată a medicamentelor, dacă este necesar.
Dimensiunile reduse ale celor doi roboți îi pot ajuta să ajungă în spații înguste, greu accesibile prin metodele obișnuite.
Un alt element interesant este că microroboții nu au nevoie de baterii sau de motoare proprii pentru a se deplasa. Ei sunt controlați fără fir cu ajutorul unor bobine electromagnetice externe, printr-un mecanism asemănător celui utilizat în aparatele de rezonanță magnetică.
Câmpurile magnetice și variațiile acestora permit ghidarea roboților către locul unde trebuie administrat medicamentul. În loc să fie folosite pentru obținerea imaginilor, ca în cazul unui aparat RMN, aceste câmpuri sunt utilizate pentru a controla mișcarea dispozitivelor.
„Ghidarea magnetică este interesantă deoarece nu este nevoie să alimentezi robotul în sine. Acesta nu are baterii și motoare”, a explicat Axel Krieger, autorul principal al studiului.
Cercetătorul consideră că această tehnologie ar putea permite administrarea medicamentelor în condiții mai precise, fără ca un chirurg să fie nevoit să manevreze direct dispozitivul.
În Statele Unite, aproximativ 50.000 de persoane dezvoltă endocardită în fiecare an, potrivit informațiilor prezentate de echipa de cercetare.
Afecțiunea apare atunci când țesutul care căptușește interiorul inimii este infectat și poate avea consecințe grave. Tratamentul obișnuit presupune antibiotice administrate intravenos, de regulă timp de patru până la șase săptămâni.
Problema este că medicamentul circulă prin întregul organism înainte de a ajunge la inimă. În anumite situații, concentrația care ajunge la locul infecției poate fi insuficientă pentru a elimina eficient bacteriile.
Medicii pot ajunge astfel în situația dificilă de a crește dozele de antibiotice, cu riscul unor efecte toxice, sau de a recomanda o intervenție chirurgicală pe cord deschis.
Prin administrarea directă a medicamentului în țesutul infectat, noua tehnologie încearcă să depășească această problemă. Totuși, eficiența și siguranța metodei trebuie confirmate prin cercetări suplimentare.
Unul dintre cele mai importante avantaje potențiale ale sistemului este reducerea duratei tratamentului.
Anuruddha Bhattacharjee, primul autor al studiului, a explicat că procedura ar putea dura aproximativ 10 minute, iar administrarea mai multor doze ar putea prelungi intervenția până la o oră.
„Dacă totul funcționează bine, se trece de la patru până la șase săptămâni de tratament la o zi sau mai puțin”, a declarat cercetătorul.
Este însă important de precizat că aceste intervale reprezintă estimări ale echipei pentru tehnologia dezvoltată, nu rezultate demonstrate deja la pacienți. Până în prezent, roboții au fost testați pe modele de inimă care imită anatomia umană și pe țesut cardiac provenit de la porci.
În cadrul acestor teste, dispozitivele s-au deplasat fără probleme majore, inclusiv împotriva unui flux sanguin simulat. Rezultatele oferă o bază pentru continuarea cercetărilor, dar nu demonstrează încă faptul că metoda poate înlocui tratamentul standard la oameni.
Posibilele utilizări ale microroboților nu se limitează la infecțiile cardiace. Cercetătorii cred că tehnologia ar putea fi adaptată și pentru administrarea țintită a medicamentelor în alte zone greu accesibile ale organismului, inclusiv în cazul cancerului.
Ideea este de a transporta tratamentul cât mai aproape de țesutul care trebuie tratat, în loc ca medicamentul să fie distribuit în întregul organism. O asemenea abordare ar putea permite, în anumite situații, o administrare mai precisă a substanțelor terapeutice.
Deocamdată, aceasta rămâne o posibilă direcție de dezvoltare, nu o utilizare clinică demonstrată.
Următorul pas al echipei este testarea roboților pe modele de inimă mai realiste, care să reproducă inclusiv contracțiile musculare și mișcările unei inimi care bate. Aceste experimente vor ajuta la evaluarea modului în care dispozitivele se comportă în condiții mai apropiate de cele din organismul uman.
Dacă rezultatele vor fi confirmate în etapele următoare de cercetare, microroboții ar putea deschide noi posibilități pentru tratarea unor afecțiuni grave, prin administrarea medicamentelor direct la locul unde sunt necesare.
Sursa: Anuruddha Bhattacharjee și colab., „Wireless Modular Millirobots With Magnetic Actuation for Targeted Cardiac Drug Delivery”, Advanced Materials Technologies, 2026. DOI: 10.1002/admt.71353.