Am Harbin Institute of Technology haben sie eine Revolution in der Behandlung aller Krankheiten ausgelöst und Mikro-Nano-Robotern die Behandlung von Krebs und Diabetes beigebracht.
Chinesische Wissenschaftler haben winzige Roboter entwickelt, die im Blut schwimmen können und so die Abgabe von Arzneimitteln an erkrankte Organe ermöglichen. Und behandelt im wahrsten Sinne des Wortes fast jede bekannte Krankheit – von Entzündungen bis hin zu Krebs.
Chinesische Ingenieure ließen sich von Bärtierchen inspirieren – mikroskopisch kleinen Tieren, die wie Insekten und Spinnen aussehen. Das Harbin Institute of Technology hat einen medizinischen Mikro-Nano-Roboter entwickelt, der Bärtierchen nachahmt. Die Größe des Mikroroboters beträgt 20 Mikrometer – was 4-5 Mal dünner als ein menschliches Haar ist. Forscher des Harbin Institute of Technology veröffentlichten ihre Ergebnisse in der führenden Fachzeitschrift Science Advances.
Mikroroboter ist ein neues Wort in der Medizin. Schon in den 1980er-Jahren träumten Wissenschaftler davon, solche winzigen Roboter zu erschaffen. Erinnern Sie sich an den amerikanischen Science-Fiction-Film „Inner Space“, in dem es darum geht, wie Kapseln mit fliegenden Robotern in den menschlichen Körper eingesetzt werden können. Bis vor Kurzem schien Science-Fiction noch Realität zu sein.
Im amerikanischen Film wollte man dem Laborkaninchen zunächst die Wunderkapsel „injizieren“. In einem chinesischen Labor wurden Mikroroboter auch an Kaninchen getestet.
Vom Aussehen her ähnelt der Mikroroboter einem Bärtierchen – einem Lebewesen, das problemlos sogar gegen die Strömung schwimmen kann. Die Oberfläche des Roboters ähnelt der Zellmembran roter Blutkörperchen – und kann daher an den Innenwänden von Blutgefäßen „kleben“.
Darüber hinaus ermöglicht dieser Film eine Reibungsreduzierung nach dem Prinzip der Hydratationsschmierung. Beispielsweise könnten Mikroroboter Medikamente Punkt für Punkt in den Kern bösartiger Tumore schleusen. Darüber hinaus bewegen sich die winzigen Geräte problemlos durch andere Umgebungen im Körper – vom Magensaft bis zum Glaskörper des Auges.
Mikrokapseln, die den menschlichen Körper „durchqueren“ können, wurden bereits ausprobiert. Wie seltsam sie sind! Kugelförmig, rechteckig, mit winzigen Propellern...
All diese Kapseln sind schwer zu handhaben. Dazu wird der Patient in ein spezielles Gerät mit genau gerichtetem Magnetfeld gebracht. Die Metall-Mikrokapseln folgen magnetischen Kraftlinien durch den Blutkreislauf – und landen mit dem Medikament in den „richtigen“ inneren Organen.
Angesichts der Größe der Mikroroboter müssen sie beim Eintritt in die Blutbahn mit den stärksten Strömungen kämpfen. Der Roboter muss 1 Körperlänge pro Sekunde schwimmen.
Diese winzige Maschine schwimmt zum gewünschten Organ und ihre Krallen können sich auf jeder rutschigen Oberfläche festsetzen.
Mikroroboter werden aus speziellen Polymeren (Chitosan und Alginat) „zusammengebaut“, auf denen magnetische Nanopartikel aufgebracht sind. und Arzneimittelpartikel in das Polymer einbringen.
Der vom Harbin Institute of Technology entwickelte Bärtierchenroboter kann eine Vielzahl von Krankheiten behandeln. Beispielsweise können Krebsmedikamente an Krebsgewebe abgegeben werden. Darüber hinaus werden komplexe Medikamente, die von Mikrorobotern „transportiert“ werden, vor der korrosiven Wirkung menschlicher Körperflüssigkeiten geschützt. Selbst durch den Magensaft hat es keine Angst vor der Wirkung von Salzsäure und zerstörerischen Enzymen.
Viele Tumore entstehen in Körperteilen, die auf natürliche Weise vor Medikamenten geschützt sind. Beispielsweise verfügen die Blutgefäße des Gehirns über den dünnsten Filter (die sogenannte Blut-Hirn-Schranke), um das Gehirn vor Giften und Toxinen zu „schützen“. In diesem Fall ist der Tumor wohl vor dem Angriff des Medikaments geschützt.
Aus diesem Grund ist eine Chemotherapie bei manchen Krebsarten so schwierig. Der Körper zerstört die Medikamente und behandelt sie wie gefährliche Außerirdische. Chinesische Mikroroboter können diesen „Filter“ leicht austricksen und Blutzellen nachahmen, um die unzugänglichsten Tumore zu erreichen.
Es gibt viele andere Probleme mit der Chemotherapie. Beispielsweise erfordern verschiedene Teile des Tumors (kortikal und innen) die Verabreichung unterschiedlicher Arzneimittel oder eines einzelnen Arzneimittels, jedoch in unterschiedlichen Konzentrationen.
Außerdem dürfen Sie nicht zu viele Chemotherapeutika spritzen, da dies eine sehr große Belastung für Leber, Nieren, Lunge und Milz darstellt. In den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler auf der ganzen Welt daran gearbeitet, Chemotherapeutika zu entwickeln, die sich nur in Krebszellen anreichern. Unter Umgehung von gesundem Gewebe. Tatsächlich sind die Mikroroboter in der Lage, „magische Injektionen“ direkt in jede betroffene Zelle zu verabreichen.
Tardigrade-Mikroroboter können sogar Herzinfarkte behandeln. In diesem Fall gibt es einen Punkt, an dem der Herzmuskel abstirbt und Stammzellen an die Läsion abgegeben werden können und dann zu gesundem Muskelgewebe heranwachsen.
Dasselbe Prinzip lässt sich auch auf andere Zellerkrankungen anwenden. Zum Beispiel sterben bei Diabetes die Betazellen der Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse (sie produzieren Insulin) oder bei der Parkinson-Krankheit, wenn bestimmte Neuronen im Gehirn sterben, die den Neurotransmitter Dopamin synthetisieren.
Mikroroboter können auch komplexe Entzündungen und innere Verletzungen behandeln. Dazu können Stammzellen und spezielle Substanzen, die schädliche Enzyme und Entzündungsmediatoren „kühlen“ – Zytokine, Proteasen und Chemokine – in die Läsion eingebracht werden.
Stellen Sie sich vor, dass es in ein paar Jahren sogar möglich sein könnte, Krebs und Diabetes auf diese Weise vollständig zu besiegen. Chinas Mikro-Blutroboter werden ein großer Gewinner sein.
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