Newsy

Nanoroboty zaaplikują lek bezpośrednio do chorej tkanki i wyleczą raka. Przeszkodą w ich wdrożeniu może być jednak wysoki koszt operacji z ich udziałem

2018-12-14  |  06:00

Nanotechnologia może zrewolucjonizować rynek medyczny i systemy ochrony zdrowia. Szczególnie duże nadzieje wiązane są z pracami nad nanorobotami, które zdolne byłyby aplikować substancje lecznicze bezpośrednio do chorej tkanki i skutecznie walczyć np. z nowotworami. Problemem we wdrożeniu tego typu technologii może być jednak początkowo bardzo wysoki koszt związany z ich użyciem w procedurach medycznych. Inżynierowie i naukowcy coraz częściej wybierają materiały już dostępne, by innowacje medyczny mogły się pojawić na rynku jak najszybciej.

– Nanoroboty to technologia na pograniczu robotyki i medycyny. Gdy myślimy o robotach, to zwykle nam się kojarzy fabryka, gdzie jakieś ramię coś spawa, ale można sobie wyobrazić zbudowanie robota wielkości bakterii, którego moglibyśmy wcześniej zaprogramować i wstrzyknąć sobie milion takich robotów do krwiobiegu, żeby np. usuwały złogi w tętnicach, przenosiły lek dokładnie we wskazane miejsce czy robiły zdjęcia wewnątrz naczyń krwionośnych. Pomalutku na Wydziale Fizyki UW próbujemy się przyglądać, jak właściwie taki robot mógłby być zbudowany – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje dr hab. Piotr Wasylczyk, adiunkt  na wydziale fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

Nanoroboty to urządzenia, które będą zdolne przeprowadzać zaprogramowane zadania w nanoskali. Bardzo precyzyjny, wręcz mikroskopowy zakres działania tych urządzeń sprawia, że duże nadzieje wiązane są z ich użyciem zwłaszcza w medycynie. Nanoroboty mogłyby być wykorzystywane m.in. do dawkowania leków bezpośrednio do chorych komórek. Mogłyby więc być bardzo skutecznym narzędziem w walce z nowotworami.

W Instytucie Inteligentnych Systemów im. Maxa Plancka został opracowany mikroskopijny robot zdolny bezpiecznie poruszać się w tkance oka, by zaaplikować lek w chore miejsce. Z kolei brytyjscy naukowcy z Uniwersytetu Exeter zbudowali prototyp robota inspirowanego budową plemnika, który mógłby być zdolny do poruszania się po całym układzie krwionośnym. Przed twórcami stoi jednak obecnie wyzwanie polegające na konieczności 500-krotnej miniaturyzacji urządzenia.

Przejście od fazy prototypu do końcowego efektu nie jest jednak jedynym problemem związanym z implementacją nowych technologii w medycynie. Drugim są koszty związane z procedurami medycznymi.

– Co z tego, że może za 10 lat będziemy mieli roboty, które będą potrafiły wykonać operację siatkówki prawie bez udziału albo zupełnie bez udziału człowieka, kiedy może się okazać, że taka operacja będzie kosztować milion dolarów i żaden państwowy system zdrowia nie będzie w stanie tego udźwignąć – twierdzi dr hab. Piotr Wasylczyk.

W Polsce droga prowadząca od odkrycia naukowego do użycia w ramach procedury medycznej jest bardzo długa. Na polskie przepisy nakładają się również dyrektywy narzucane przez Unię Europejską. W rezultacie komercjalizacja technologii opracowywanych w ramach programów grantowych jest bardzo utrudniona i odwleczona w czasie. Czas oczekiwania na rejestrację to nawet około 10 lat, podczas gdy czas trwania projektu finansowanego w ramach grantu to zwykle od 2 do 3 lat. Po upływie tego okresu następuje moment, w którym pomysłodawcom trudno jest uzyskać finansowanie kolejnych etapów wdrożenia, takich jak badania na zwierzętach czy badania kliniczne.

Przykładem technologii, której debiut może być znacznie odwleczony w czasie, są roboty przeznaczone do wykonywania operacji oka. Choć pierwsza operacja z użyciem robota witreoretinalnego sterowanego joystickiem została przeprowadzona eksperymentalnie na pacjencie w 2016 roku, to ogłoszenie jej jako nowego standardu w ramach procedur medycznych może nastąpić za kilka lub kilkanaście lat. Inżynierowie napotykają bowiem na szereg problemów, które utrudniają uzyskanie pozytywnej opinii w ramach oceny technologii medycznej.

– Jest tam niezliczona liczba problemów technologicznych i prawnych, począwszy od takich prostych: co ten robot ma zrobić, jak będzie już miał narzędzia w oku pacjenta i ten pacjent zacznie się ruszać nagle, co się zdarza podczas operacji nawet w całkowitej narkozie. Trzeba sobie nawet na takie pytania już bardzo wcześnie odpowiadać – przekonuje ekspert.

Dostrzeżenie tego problemu przez specjalistów w dziedzinie inżynierii medycznej poskutkowało powstaniem trendu gruntownie zmieniającego podejście do tworzenia nowoczesnych technologii dla ochrony zdrowia. Głównym celem staje się to, by koncepcyjna metoda leczenia miała szansę jak najszybciej zaistnieć na rynku i być dostępna dla szerokiej rzeszy pacjentów.

– Projektując coś od początku, myślimy o tym, czy to w ogóle ma szansę wejść na rynek i ilu pacjentów może z tego skorzystać. Godzimy się nawet czasami na rozwiązania może z punktu widzenia inżynierii nieoptymalne. Robimy to jednak z myślą o tym, by użyć materiałów, które już mają certyfikaty, bo to skróci czas wejścia na rynek o 10 lat. Taki materiał może nie jest najlepszym, jaki bym wybrał jako inżynier, ale pamiętając o tym, że to w końcu ma służyć ludziom, zdecyduję się na materiał gorszy, który dużo szybciej będzie się mógł pojawić na sali operacyjnej – tłumaczy naukowiec.

Według raportu MarketsandMarkets, globalny rynek rozwiązań IT w ochronie zdrowia ma do 2021 r. osiągnąć wartość 280 mld dol. Segment medycznych robotów do 2023 r. ma rosnąć w tempie 21 proc. średniorocznie, by osiągnąć wartość prawie 17 mld dol.

Czytaj także

Firma

Wchodzi w życie unijna ustawa o cyberbezpieczeństwie. Europejska agencja ENISA zyska nowe uprawnienia, ujednolicona zostanie także certyfikacja produktów

27 czerwca wchodzi w życie Cybersecurity Act, czyli unijna ustawa o cyberbezpieczeństwie. Dzięki niej mają powstać ujednolicone przepisy związane z certyfikacją produktów, procesów i usług pod kątem bezpieczeństwa cybernetycznego. Tymczasem cyberprzestępczość staje się coraz poważniejszym zagrożeniem o globalnej skali. Koszty wynikające z tego typu przestępstw przekroczą w 2019 roku kwotę 2 bln dol.

Medycyna

Biokompatybilne materiały z Polski pomogą w rekonwalescencji pacjentów po urazach. Sztuczne więzadła krzyżowe pozwolą uniknąć bolesnych przeszczepów

Materiały bioaktywne mogą zrewolucjonizować medycynę. Dzięki wysokiej zgodności z tkankami pacjenta pokryte warstwami z bioaktywnych materiałów implanty nie będą odrzucane przez organizm. Ogromną szansą dla pacjentów po wypadkach czy urazach sportowych, u których doszło do zerwania więzadła, może być zastosowanie ich sztucznych odpowiedników. Rozwiązanie, nad którym pracują Polacy, wchodzi obecnie w fazę badań klinicznych. Tymczasem bioaktywne nanocząsteczki stosowane przez naukowców pozwalają już coraz skuteczniej walczyć z problemami współczesnej medycyny, takimi jak zakażenia w okresie okołooperacyjnym.

 

IT i technologie

Obrazowanie rezonansem magnetycznym może zastąpić badanie histopatologiczne. Dzięki coraz wyższej rozdzielczości jest stosowane w onkologii

Badanie rezonansem magnetycznym jest jedną z podstawowych, a zarazem najbezpieczniejszych technik diagnostycznych, szeroko stosowaną w medycynie. Ta technologia rozwija się błyskawicznie, zyskując całkiem nowe funkcje. Innowacją są m.in. rozwiązania zmierzające w kierunku medycyny precyzyjnej, które dają najwyższej jakości wyniki badań i eliminują różnice wynikające z indywidualnych cech różnych pacjentów, oraz takie, które redukują stres pacjentów w trakcie badania, pozwalając nawet poczuć się jak podczas seansu w kinie.