Навигация магнитных микророботов в печёночных артериях в масштабе человеческого организма

Использование внешних источников приведения в движение для навигации несвязанных с внешними устройствами микророботов с лекарственным покрытием в кровотоке открывает большие перспективы для повышения селективности доставки лекарственных средств, особенно в онкологии, однако существующие силы магнитного поля трудно поддерживать с достаточной величиной внутри человеческого тела (в диапазоне диаметров более 70 см), необходимой для выполнения этой процедуры. В настоящей работе представлен алгоритм прогнозирования оптимального положения пациента относительно силы тяжести во время эндоваскулярной навигации микророботов. Магнитно-резонансная навигация с использованием градиентов магнитного поля в клинической системе магнитно-резонансной томографии (МРТ) объединена с этим алгоритмом для повышения эффективности наведения магнитных микророботов (MMR). С применением специализированного инжектора микрочастиц, высокоточной совместимой с МРТ системы раздувания баллона и клинического МР-томографа MMR успешно направляли в целевые доли через печёночные артерии живых свиней. Доля распределения микророботов (примерно 2000 MMR на одну свинью) в правой доле печени увеличилась с 47,7 до 86,4%, а в левой доле — с 52,2 до 84,1%. После прохождения через несколько сосудистых бифуркаций количество MMR, достигших четырёх различных целевых долей печени, в навигационных группах увеличилось в 1,7–2,6 раза по сравнению с контрольной группой. Моделирование с участием 19 пациентов с гепатоцеллюлярной карциномой (HCC) показало, что предложенная методика может удовлетворить потребность в эмболизации печени у пациентов с HCC. Наша технология обеспечивает выбор направления при навигации микророботов с использованием приводных устройств в масштабе человеческого организма.