En degraderingsbild av mikrorobot över tiden. Kredit:DGIST
Professor Hongsoo Chois forskargrupp vid Institutionen för robotteknik &DGIST-ETH Microrobot Research Center (DEMRC) vid DGIST (President Young Kuk) lyckades utveckla en biologiskt nedbrytbar mikrorobot som kan utföra hypertermibehandling och kontrollera läkemedelsfrisättning. Denna forskning kan behandla cancerceller genom hypertermi och kontrollerad läkemedelsfrisättning mer exakt och systematiskt, och förväntas höja säkerheten och effektiviteten för behandling mot cancer.
Anticancerbehandling utförs på olika sätt såsom genom läkemedel och hypertermi, strålning, och operation. Även om läkemedelsbehandling är den mest använda metoden bland dem, det är svårt att leverera en önskad mängd exakt till en viss del av kroppen eftersom det i hög grad beror på cirkulationsfunktionen. Hypertermi är svårt att leverera till en viss kroppsdel, trots dess senaste popularitet på grund av få biverkningar. För att övervinna dessa begränsningar, Professor Hongsoo Chois forskargrupp vid DGIST utvecklade 3-D biologiskt nedbrytbara mikrorobotar som kan bära magnetiska nanopartiklar och läkemedel genom en 3-D laserlitografiprocess.
För att använda en mikrorobot inuti människokroppen, den måste genomgå en in vivo-nedbrytning eller återvinnas efter användning för att minimera ytterligare skadliga effekter. Som ett resultat, forskargruppen gjorde en mikrorobot med en biologiskt nedbrytbar polymer och designade den för att vara biologiskt nedbrytbar efter att den är helt använd. Den kan också utföra transport av droger snabbt och exakt genom trådlös kontroll med hjälp av ett externt magnetfält.
När en hög frekvens av alternerande magnetfält skickas till roboten efter att ha nått den önskade kroppsdelen, värmen som genereras från de magnetiska nanopartiklarna inuti mikroroboten höjer den omgivande temperaturen för att utföra hypertermibehandling på målområdet. En stor bedrift av denna forskning är att möjliggöra exakt läkemedelsfrisättning genom att kontrollera intensiteten och exponeringstiden för alternerande magnetfält. Forskargruppen bekräftade den betydande effektiviteten av hypertermibehandling med mikrorobotar på cancerceller odlade in vitro, och de terapeutiska effekterna av olika läkemedelsfrisättningssätt kontrollerade av alternerande magnetfält.
Professor Choi i DEMRC sa "Vi förväntar oss att förbättra behandlingen av cancer genom vår forskning, förbättra effektiviteten av cancerbehandling och minska biverkningar. Genom att kontinuerligt utföra en uppföljande forskning med sjukhus och relaterade företag, vi kommer att sträva efter att utveckla mikrorobotbaserade exakta behandlingssystem som kan användas på faktiska medicinska platser."