Трансляционные перспективы автономных медицинских микророботов

Автономные мобильные микророботы способны радикально преобразовать медицину. Их малые размеры и беспроводная мобильность могут обеспечить доступ к ограниченным, небольшим, труднодоступным и чувствительным участкам внутри организма и навигацию в них, открывая новые возможности для минимально инвазивных вмешательств, а также прицельной диагностики и терапии вплоть до клеточного масштаба с высокой точностью и воспроизводимостью. Стремительный экспоненциальный прогресс этой области на доклиническом уровне позволяет ожидать их клинического применения в ближайшем будущем. Однако для создания условий для такой трансформации ранее предложенные конструкции микророботических систем необходимо всесторонне пересмотреть, включив все существенные аспекты, требуемые микророботу для надлежащего и безопасного функционирования в конкретных условиях in vivo при решении определённой медицинской задачи. В настоящем обзоре представлен трансляционный взгляд на исследования в области медицинской микроробототехники, основанный на ориентированном на применение интегративном подходе к проектированию. Концепция медицинского микроробота должна одновременно учитывать его форму, состав материалов, технологию изготовления, преодоление биологических барьеров, стратегию введения, методы приведения в движение и управления, модальность медицинской визуализации и выполнение заданных медицинских задач. Включение функциональной информации, относящейся к каждому из этих элементов, в физическую конструкцию микроробота в значительной степени зависит от конкретного клинического сценария применения. Мы обсуждаем сложность предстоящих задач и возможные направления их преодоления. Кроме того, мы освещаем потенциальные регуляторные аспекты медицинских микророботов на пути их трансляции от лабораторных исследований к клиническому применению. Такая многоаспектная работа требует междисциплинарного участия инженеров, материаловедов, биологов и врачей, а также сосредоточения их усилий на конкретных медицинских проблемах, в которых микророботы могли бы оказать прорывное или радикальное воздействие.