Группа исследователей из Центра TechMed Университета Твенте превратила настоящие сперматозоиды в крошечных микrorobots, управляемых с помощью магнитов. Этих «спермоботов» теперь можно отслеживать в режиме реального времени с помощью рентгеновской визуализации — прорыв в медицинской микророботонике.
Новая эра в репродуктивной медицине
Эта разработка, опубликованная в журнале npj Robotics, может открыть новые горизонты в репродуктивной медицине, доставке лекарств и диагностике бесплодия.
Сперматозоиды — это быстрые и гибкие пловцы, которые могут ориентироваться в сложной среде женских половых путей. Их почти невозможно увидеть внутри человеческого тела с помощью традиционных методов визуализации, таких как рентген. Они маленькие, с низкой плотностью и почти прозрачны для излучения.
«До сих пор визуализация сперматозоидов внутри тела была практически невозможна», — говорит исследователь из Университета Твенте Ислам Халил, ведущий автор исследования.
Вместе с исследователями и медицинскими специалистами из Медицинского центра Рэдбуда и Университета Ватерлоо (Канада) учёные из Университета Твенте покрыли настоящие сперматозоиды магнитными наночастицами. Это сделало их видимыми под рентгеновскими лучами и чувствительными к внешним магнитным полям. Впервые этих микrorobots на основе сперматозоидов можно отслеживать и управлять ими внутри анатомической модели в натуральную величину.
Перспективы применения
Внутри организма они потенциально могут доставлять лекарства в труднодоступные места, такие как матка или фаллопиевы трубы. Лекарство загружается непосредственно в тела сперматозоидов. «Мы превращаем естественные системы доставки клеток в программируемые микrorobots», — говорит Халил. Это может стать важным достижением для целенаправленного лечения таких заболеваний, как рак матки, эндометриоз или миома, для которых в настоящее время отсутствуют точные методы доставки лекарств.
Помимо точной доставки лекарств, технология может также помочь лучше понять процесс оплодотворения. Отслеживая движение сперматозоидов неинвазивно внутри репродуктивной системы, исследователи надеются лучше понять необъяснимое бесплодие, механизмы транспортировки сперматозоидов и даже усовершенствовать методы ЭКО.
Тесты показали, что кластеры сперматозоидов и наночастиц остаются биосовместимыми, не вызывая значительной токсичности для клеток матки человека даже после 72 часов воздействия. Это делает их подходящими кандидатами для будущих применений in vivo.
Предоставлено Университетом Твенте.