Milirobot liječi crijevne (i druge) bolesti

Čudna je sudbina riječi. One u početku znači jedno, a onda se počinje, više metaforički, primjenjivati ​​za nešto drugo dok se prvotno značenje posve ne izgubi. Svakom se čovjeku koji se imalo razumije u klasičnim jezicima diže kosa na glavi kad čuje izraze poput „prvi prioritet“, „vojna strategija“ ili „druga alternativa“. (Ljudi govore stane riječi, a ne potrude se ispitati njihovo značenje.) Tako je is riječju “robot”. Ona nam je došla iz romana RUR Karela Čapeka, a značila je – da kažem sasvim jednostavno – čovjekoliki stroj namijenjen za težak rad, za rad.

I tako je bilo sve do pojave robotika. Sjećam se novinskog članka iz 1960. i neke godine „Vaši robovi u 21. stoljeću“. Ti „robovi“ su dakako roboti, posve čovjekoliki: imat ćemo, pisalo je, robota koji će nam ujutro skuhati kavu i još toplu donijeti u krevet. Koja naiva! Imamo mi dakako robote za kuhanje kave, ali ne takve, čovjekolike, nego u obliku automata za kavu, kao što uostalom imamo robote za pranje rublja i posuđa, za zavarivanje i lakiranje, za upravljanje zrakoplovima, za istraživanje morskih dubina i Marsovih planina i dolina. . Ako su svi ti strojevi roboti, onda za Čapekova robota nije dovoljno reći da je robot, nego ga treba pobliže odrediti kao androida, dakle čovjekolikog robota. (Što neki uređaj određuje da bismo ga mogli nazvati robotom, pitanje je sad.)

Odgovor na pitanje u zagradi prepuštam upućenijima u robotiku od mene, no cijeli ovaj tijek misli pobudio mi je članak kineskih znanstvenika podugog naslova „Biorazgradivi milirobot na bazi nanovlakana s kontroliranim funkcijama sidrenja i prilagodljivog postupnog otpuštanja“ što se pojavio u časopisu Materija. Biorazgradivi milirobot utemljen na nanovlaknima (biorazgradivi milirobot na bazi nanovlakana) dobio je i svoje (vrlo kratko) ime – fibot. On nema baš nikakve sličnosti s robotom iz Čapekova romana RUR kao ni s androidima iz pripovijetki Isaaca Asimova.

No prijeđimo na stvar. Milirobot kineskih znanstvenika nema pokretnih dijelova, on se sastoji od magnetskih iglica pričvršćenih za podlogu od biorazgradivih polimernih vlakana nanometarske debljine. Ta se vlakna, polimeri trgovačkog imena Eudragit (označeni slovima L ili EL, S ili ES iza kojeg slijedi broj koji označava dužinu vlakna), već dugo upotrebljavaju u medicini. Riječ je o derivatima polietilena, modificiranih tako da privlače vodu (hidrofilni su) i da se, dakako, mogu spontano razgraditi u lužnatom mediju. Toliko o kemiji.

Fibot se izrađuje posve jednostavno. U polimeru EL 100-55 rasprše se čestice željeza koje se potom kapaju na magnetsku podlogu. Djelovanjem magnetskog polja nastaju iglice, koje se potom, djelovanjem drugih podloga s magnetskim poljem, orijentiraju tako da im vrhovi budu okrenuti prema dolju. Na taj se skup orijentiranih iglica potom dodaje drugi biogradivi polimer, ES 100 da bi se na kraju dobilo nešto vrlo slično prostirci na kojoj leže fakiri – samo mikrometarskih dimenzija – jer iglice ili nožice milirobota duge su 15, a na najvećem dijelu imaju samo 5 mikrometara .

Kako se kreće robot imena fibot? Kreće se djelovanjem vanjskog magnetskog polja. Nakon što se proguta i stigne jednjakom u želudac, izvana se na njega djeluje pulsirajućim magnetskim poljem jakosti oko 100 mT i frekvencije 1 Hz. Time se ubrzava njegovo kretanje kroz probavni trakt, jer fibotu treba samo 15 minuta da stigne do dvanaestika, dok bi mu prirodnim putem trebalo tri sata.

Konačno odredište, kao i njegovo kretanje kroz probavni trakt, određeno je također magnetskim poljem, no ovaj put stalnoga smjera. Jednostavno govoreći, fibot se pričvsti na dio dvanaestnika ili tankog crijeva iznad koga je postavljen magnet. Tako fiksiran, počinje se razgrađivati ​​te se sasvim razgradi za 40 minuta ispuštajući djelatnu tvar otopljenu u magnetičnim nožicama (DS) ili u nitastom tijelu robota (PPS).

Razlog otpuštanja je promjena kiselosti. Želučana (solna) kiselina ima pH=1,0 – 2,5, pH u dvanaestniku je 6, a crijevima poprima još više vrijednosti. Kako se polimeri od kojih je napravljen robot razgrađuju pri pH> 5,5, jasno je gdje može doći do njihove razgradnje i otpuštanja djelatne tvari – lijeka protiv dijabetesa tipa 2 ili ulceroznog kolitisa da spomenem samo dvije bolesti za koje bi fibot bio spasonosno rješenje.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnom zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još se od studentskih dana bavi popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 14 znanstveno-popularnih knjiga.