"Tengeralattjárók" a bélben
"Nyeld le a sebészedet" - hirdette meg már évtizedekkel ezelőtt a tudomány híres fenegyereke, a kvantum-elektrodinamikai kutatásaiért Nobel-díjjal kitüntetett Richard Feynman. Zseniális előrelátás volt ez tőle, hiszen akkor még igencsak messze járt a tudomány a szubminiatűr eszközök előállítását megteremtő, napjainkban viharos sebességgel fejlődő nanotechnológiától. Ma már azonban messzemenően nem a sci-fi képzeletvilágába sorolhatók azok a parányi robotok, amelyek segítségével világos és apró részletekbe menő képet lehet kapni a páciens belső szerveiről. A "nanobot"-ok (az elnevezés is Feynman leleménye) serege segíthet nemcsak a tumorok, a polipok vagy a gyulladások felderítésében a béltraktusban, hanem akár abban is, hogy a kezelendő részhez a gyógyszerek nagyon pontosan legyenek eljuttathatók, éppen oda és csak oda, ahol szükség van rájuk.
Már napjaink eszköze például egy izraeli cég, a Given Imaging által kifejlesztett Pillcam mikrokamera. Az 1,1 centiméter átmérőjű és 2,6 cm hosszú kis kapszulát egyszerűen le kell nyelni. A páciens csípőjére erősített hevederben lévő érzékelőkkel veszik a képeket a bélben utazó picinyke "tengeralattjárótól", amelyeket aztán számítógép dolgoz föl.
A Pillcam azonban voltaképpen nem robot, hanem egy passzív eszköz, amelynek tovahaladását a bél perisztaltikus mozgása segíti elő. Viszont fejlesztenek már aktívan, például lábak segítségével mozgó eszközöket is. Mint amilyen a rovarok görbült lábaihoz hasonló modell. A lábak végén karmok vannak, ezekkel kapaszkodik meg és kúszik előre az egyébként sikamlós közegben. Érdekes megoldásnak tekinthető az is, amikor a robotot a beteg részegységenként nyeli le, és a gyomorban "szerelődik össze" egyetlen nagyobb méretű, belső sebészeszközzé. A mozgatásra máris szellemes megoldásokat ajánlanak. Ilyen például külső mágneses tér alkalmazása a mágneses anyagot tartalmazó robot irányítására. A híres svájci műegyetem, a zürichi ETH Robotika és Intelligens Rendszerek Intézetében a szemben mozgatott parányi robottal végeztetnek el sebészi beavatkozásokat, vagy valamilyen orvosság pontos helyhez juttatását.
Izgalmas lehetőségek, ám még jócskán marad feladatuk a kutatóknak addig, amíg napi használatra alkalmas terméket lehet előállítani. Mert egyáltalán nem hanyagolható el, hogy honnan, hogyan kap energiát a nanobot? A rendkívül parányi méretek nyilván határt szabnak a tápelemek kapacitásának. Érdekes megoldást találtak a montreali műegyetem nanorobotikai laboratóriumának kutatói. Ők az MRI-készüléket használják a mozgatásra, mondván, itt eleve adott a mágneses tér, és alkalmas lehet arra, hogy például icipici gyöngyöcskéket juttassanak be vele a páciens vérkeringésébe, így küldve a gyógyító szereket közvetlenül a daganathoz. Még a finom mozgatást is megoldották. Tavaly, kísérleteik során sikerült egy 1,5 milliméter átmérőjű gyöngyöt végigvinni egy élő disznó öt milliméteres artériáján. Ez azonban még igen messze van a végleges eredménytől, mert gondolni kell arra is, hogy a mikrorobot útja során akár ártalmakat is okozhat, ha nem sikerül eléggé pontosan navigálni, amellett még a méreteket is csökkenteni kell, hogy átjuthasson a kisebb átmérőjű ereken keresztül is.
De tanuljunk a természettől! Ott vannak például a mikrobák, amelyek aktívan tudnak mozogni, parányi csápjaikkal, ostorszerű mozgatólábaikkal. Egyébként más területek kutatói is rájöttek, érdemes természetes lényeket alkalmazni. Ezt teszik például, amikor algákat próbálnak használni a fogyatkozó kőolajszármazékok pótlására. Az említett montreali kutatók mágneses érzékelésű baktériumokkal kísérleteznek. Ezek a parányi, mintegy két mikrométer méretű mikrobák a mágneses térrel orientálódnak. Patkányokon végzett előzetes kísérletek azt mutatják, hogy a mágneses térrel irányított baktériumokat el lehetett vezérelni a megadott helyre, például egy tumorhoz. Más kutatócsoportok viszont, mint a Carnegie Mellon Egyetem nanorobotikai laboratóriumában dolgozók, kémiai jelekkel próbálnak baktériumokat irányítani.
Még nem a mai mindennapok megoldásai ezek, különösen az élő mikroorganizmusok mint hordozók esetében. Szakértői becslések szerint legalább évtizednyi munka vár a kutatókra. Biztatóbb a helyzet a kapszulákban lenyelt, orvosságot szállító, avagy belső "sebészi" munkát végző mikrorobotok energiaellátása esetében. Meglehet, ezek megoldása csak néhány éves kutatást és fejlesztést igényel. De ha sikeresek is lesznek, még mindig hátramarad a biztonság kérdése - ezeknél is, éppúgy, mint minden, az emberi szervezetbe bekerülő nanoeszköznél probléma lehet, milyen - mellékes vagy nem várt - hatásokat idézhetnek elő.
