Kleine magnetische robots kunnen bloedingen in de hersenen behandelen

Onderzoekers hebben nanoschaalrobots gecreëerd die gebruikt kunnen worden om bloedingen in de hersenen te behandelen die veroorzaakt worden door aneurysma’s. De ontwikkeling zou een nauwkeurige, relatief risicoarme behandeling van hersenaneurysma’s mogelijk kunnen maken, die wereldwijd jaarlijks ongeveer 500.000 doden veroorzaken. De medische aandoening – een met bloed gevulde uitstulping op een hersenslagader die kan scheuren en dodelijke bloedingen kan veroorzaken – kan ook leiden tot een beroerte en invaliditeit.

Volgens onderzoekers wijst het onderzoek op een toekomst waarin kleine robots op afstand bestuurd kunnen worden om complexe taken in het menselijk lichaam uit te voeren, zoals gerichte toediening van medicijnen en orgaanherstel, op een minimaal invasieve manier.

Zwermende bots

Het team, met onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh, ontwikkelde magnetische nanorobots, ongeveer een twintigste van de grootte van een menselijke rode bloedcel, bestaande uit bloedstollingsmedicijnen omhuld door een beschermende coating, ontworpen om te smelten bij precieze temperaturen. Het werk is gepubliceerd in het dagboek Klein.

Bij laboratoriumtests werden honderden miljarden van dergelijke robots in een slagader geïnjecteerd en vervolgens op afstand als een zwerm, met behulp van magneten en medische beeldvorming, naar de plaats van het aneurysma geleid.

Magnetische bronnen buiten het lichaam zorgen ervoor dat de robots zich in het aneurysma verzamelen en worden verhit tot hun smeltpunt. Hierdoor komt een natuurlijk bloedstollingseiwit vrij, dat het aneurysma blokkeert en zo bloedingen in de hersenen voorkomt of stopt.

Laboratoriumproeven

Het internationale team, onder leiding van clinici van het Shanghai Sixth People’s Hospital, dat verbonden is aan de medische faculteit van de Shanghai Jiao Tong University in China, heeft hun apparaten met succes getest op modelaneurysma’s in het laboratorium en op een klein aantal konijnen.

Volgens het team tonen nanorobots de potentie om medicijnmoleculen naar precieze plekken in het lichaam te transporteren en vrij te geven, zonder dat er risico is dat ze in de bloedbaan terechtkomen. Dit is een belangrijke test voor de veiligheid en doeltreffendheid van de technologie.

Het onderzoek zou de weg kunnen vrijmaken voor verdere ontwikkelingen in de richting van proeven bij mensen.

Veelbelovend potentieel

Hun vooruitgang zou de huidige behandelingen voor hersenaneurysma’s kunnen verbeteren. Normaal gesproken brengen artsen een klein microkatheterbuisje langs bloedvaten voordat ze het gebruiken om metalen spiralen in te brengen om de bloedstroom van het aneurysma te stoppen, of een gaasbuisje, een stent genaamd, om de bloedstroom in de slagader om te leiden.

Volgens onderzoekers kan hun nieuwe techniek het risico verkleinen dat het lichaam geïmplanteerde materialen afstoot. Ook kan het de afhankelijkheid van antistollingsmedicijnen, die bloedingen en maagproblemen kunnen veroorzaken, verminderen.

Dankzij deze methode hoeven artsen ook niet langer handmatig een microkatheter te vormen om door een complex netwerk van kleine bloedvaten in de hersenen te navigeren om het aneurysma te bereiken. Volgens onderzoekers is dit een tijdrovende klus die tijdens de operatie uren kan duren.

Grotere hersenaneurysma’s, die moeilijk snel en veilig te stelpen zijn met metalen spiralen of stents, zouden mogelijk ook met de nieuwe techniek behandeld kunnen worden.

Het onderzoek werd geleid door een team uit het Verenigd Koninkrijk en China dat ook nanorobots heeft ontwikkeld om bloedstolsels te verwijderen. Deze robots lijken potentieel te hebben voor de behandeling van beroertes.

“Nanorobots zijn klaar om nieuwe grenzen te openen in de geneeskunde, waardoor we mogelijk chirurgische reparaties kunnen uitvoeren met minder risico’s dan conventionele behandelingen en medicijnen met uiterste nauwkeurigheid kunnen richten op moeilijk bereikbare delen van het lichaam. Onze studie is een belangrijke stap om deze technologieën dichter bij de behandeling van kritieke medische aandoeningen in een klinische setting te brengen,” Dr. Qi Zhou.