Các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan và Đại học Oxford đã tạo ra một loại vi rô bốt mới có khả năng cải thiện đáng kể hiệu quả của việc phân phối thuốc đến các mô đích. Phát triển từ các giọt nhỏ, loại vi rô bốt này mở ra triển vọng mới trong lĩnh vực điều trị bằng cách tăng cường khả năng phân phối thuốc chính xác.
Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Science Advances, nhóm nghiên cứu đã giới thiệu loại vi rô bốt có thể được kiểm soát bởi từ trường để đến vị trí đích trong cơ thể. Theo đó, chỉ có 0,7% thuốc được phân phối đến mô đích trong các phương pháp truyền thống, loại vi rô bốt này có thể giúp thay đổi điều đó.
Loại vi rô bốt này bao gồm các hạt hai mặt với một loại gel có thể mang thuốc và các nam châm cho phép kiểm soát chúng. Để thử nghiệm hiệu quả của vi rô bốt, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một thí nghiệm mô phỏng điều trị bệnh viêm ruột. Trong đó, các vi rô bốt được đưa vào ruột lợn và điều hướng đến vị trí đích bằng từ trường. Khi gel tan ra, nó giải phóng một loại thuốc nhuộm giúp đảm bảo rằng thuốc đã đến vị trí đích.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm khả năng giải phóng thuốc chậm của vi rô bốt. Một số gel đã được thiết kế để tan ra trong thời gian dài hơn, giúp duy trì hiệu quả điều trị. Sau khi phân phối, các hạt nam châm được điều hướng trở lại catheter và thu hồi.
Khả năng của vi rô bốt trong việc phân phối thuốc đến nhiều vị trí cũng đã được thử nghiệm. Điều này có thể cải thiện đáng kể điều trị bệnh viêm ruột bằng cách phân phối nhiều loại thuốc như steroid, thuốc điều chỉnh miễn dịch và các tác nhân tái tạo đến các vị trí viêm khác nhau dọc theo ruột.
Ngoài ứng dụng trong điều trị bệnh viêm ruột, các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm một trường hợp phẫu thuật xâm lấn tối thiểu với một mô hình của đầu gối người. Các vi rô bốt được giải phóng tại một khu vực dễ tiếp cận và sau đó được điều khiển đến một vị trí khó tiếp cận để giải phóng một loại thuốc nhuộm trước khi điều hướng trở lại vị trí nhập vào để trích xuất.
Quá trình tạo ra các hạt vi rô bốt này bao gồm việc đẩy một dòng gel chứa các hạt nam châm qua một kênh hẹp. Một dòng dầu đi vào thiết bị và giao thoa với gel, gõ ra các giọt có kích thước đồng đều. Các hạt gel nam châm chìm xuống đáy của giọt và gel trống nổi lên trên.
Giáo sư Molly Stevens, John Black về Khoa học Sinh học tại Viện Kỹ thuật Sinh học của Đại học Oxford và đồng tác giả cao cấp của nghiên cứu cho biết, nhóm nghiên cứu đang tiến gần hơn đến việc phân phối thuốc điều trị tiên tiến. Nhóm nghiên cứu cũng đã sử dụng mô phỏng để dự đoán và tinh chỉnh cách các vi rô bốt di chuyển dưới các tần số từ trường cụ thể.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục thiết kế các vi rô bốt mới có thể điều hướng tốt hơn trong các môi trường phức tạp. Họ sẽ thử nghiệm các hạt khác nhau trong các nhũ tương để hiểu cách chúng thu hút nhau và nghiên cứu cách các bầy hạt lớn hơn hành xử dưới các từ trường khác nhau.