(Phys.org) - Varje dag, mer än 20, 000 människor runt om i världen viker för cancer, enligt statistik sammanställd av Världshälsoorganisationen. Tusentals fler fortsätter att lida genom behandling och dess biverkningar.

Eftersom läkemedlen som används för att döda cancerceller är lika giftiga för närliggande friska celler, forskare har länge eftertraktat en läkemedelsleveransmetod som enbart riktar sig mot cancerceller, samtidigt kringgå de friska.

En av dessa metoder använder funktionell magnetisk resonansavbildning, eller fMRI, att styra läkemedelsfyllda magnetiska nanopartiklar direkt till tumörmassor där de säkert kan ladda ur innehållet. "Även nu, magnetisk läkemedelsleverans görs, "sa Dinos Mavroidis, Framstående professor i maskin- och industriteknik vid nordöstra. "Det är en verklig klinisk procedur."

Problemet, han sa, är att kontrollera nanopartiklarnas kurs fortfarande är mer en konst än en vetenskap. För att bekämpa det problemet, Mãni Ahmadniaroudsari, en doktorand i Mavroidis lab, står i spetsen för skapandet av ett bättre tillvägagångssätt för MR-styrd läkemedelsleverans med stöd från ett National Science Foundation-bidrag.

Mavroidis och hans team av robottekniker är kontrollexperter. "På ett sätt, denna nanopartikel är som ett robotsystem, en nanorobot, "Mavroidis sa. Medan den traditionella roboten har en motor inbyggd i systemet, här är nanopartikelns motor själva magnetfältet. Deras förhoppning är att använda sin förståelse för robotik för att utveckla en tillförlitlig metod för att förändra krafterna som tillförs nanopartikeln av MR under läkemedelsleverans.

Mavroidis och Ahmadniaroudsari samarbetar med forskare vid Ecole Polytechnique de Montreal i Kanada och University of Orleans i Frankrike för att göra denna vision till verklighet. De internationella forskarna är experter på den experimentella sidan av nanopartiklar, efter att ha utfört omfattande undersökningar i människokroppen.

"Experimentella resultat kräver tid och pengar, och är också skadliga för testpersoner, så vi skapade en simuleringsplattform som faktiskt modellerar partiklarnas rörelse inuti kroppen, "förklarade Ahmadniaroudsari, som har en stark bakgrund inom fysik, matematik, och datavetenskap. Simuleringsprogrammet han utvecklade, kallad Magnasim, innehåller de fysiska lagarna för magnetisk kraft för att exakt styra imaginära magnetiska nanopartiklar genom en simulerad miljö på samma sätt som MR gör det i verkliga livet.

Enligt Mavroidis, att simulera ett magnetfält genom datorn är en utmanande uppgift. Eftersom det tidigare inte var nödvändigt att göra det, ingen mjukvara finns för närvarande för att magnetiskt leda teoretiska partiklar genom ett utrymme. Med Ahmadniaroudsaris program, kliniska forskare skulle ha möjlighet att snabbare inse MR-styrd läkemedelsleverans för vanlig cancerbehandling.