Медицина XXI века стремится к персонализации: вы не просто принимаете препарат, а получаете его именно в тот орган или клетку, где он нужен. На передовой этого направления — нанороботы, сверхмалые устройства, которые путешествуют по кровеносной системе и доставляют лекарства точечно. Размеры таких роботов сопоставимы с вирусами. Они состоят из биосовместимых материалов, часто напоминают капсулу или спираль и несут на борту действующее вещество.
Принцип работы нанороботов основывается на химотаксисе и магнитных или звуковых воздействиях. Некоторые конструкции реагируют на химические сигналы клеток: рак выделяет определённые молекулы, и наноробот «чует» их, направляясь к опухоли. Другие управляются внешними магнитными полями: врач надевает специальный браслет или помещает пациента в магнитное поле, и микромашины движутся в нужном направлении. Последние разработки используют ультразвук: направленная звуковая волна заставляет нанороботов плыть, как лодка в реке.
Когда робот достиг цели, он выделяет лекарство. Некоторые устройства устроены как «умные таблетки»: оболочка растворяется только в кислой среде опухоли или разрывается при нагреве лазером. Другие выстреливают микроскопическими иглами, доставляя препарат прямо внутрь клетки. Такая точность позволяет снизить дозу и уменьшить побочные эффекты. В экспериментальных работах нанороботы успешно доставляли химиопрепараты, антибиотики, гены и даже наносенсоры.
Помимо онкологии, нанороботы могут помочь при болезни Альцгеймера (проникая через гематоэнцефалический барьер), при инфекциях (выделяя антибиотик прямо в очаг) и даже в регенерации тканей: доставлять фактор роста в повреждённый орган. Есть разработки нанороботов для очистки сосудов: они разрушают бляшки холестерина, растворяя их ферментами. Другие изменяют рН среды, чтобы нейтрализовать воспаление. Возможностей много, но есть и проблемы: иммунитет может атаковать нанороботов, а их накопление может вызвать токсичность. Поэтому материалы тщательно подбирают и покрывают их биополимерами, распадающимися после выполнения задачи.
Главный вызов — контролируемость. В лаборатории легко направить наноробот на мишень в чистой воде, но в организме всё сложнее: кровь густая, давление меняется, иммунные клетки реагируют. Исследователи проводят эксперименты на животных, тестируя различные схемы управления. Большая часть технологий ещё далека от применения на человеке, но перспективы воодушевляют. Возможно, уже через десятилетие мы будем проглатывать «флотилию» нанороботов вместо горсти таблеток, и они бесшумно и точно устранят болезнь.