Sebuah penelitian internasional menyajikan, untuk pertama kalinya, sistem lengkap yang mampu mengendalikan dan melepaskan obat-obatan di dalam tubuh menggunakan mikrorobot magnetik. Sistem ini menggabungkan medan magnet klinis, kateter presisi, dan mikrokapsul biodegradable yang dapat diarahkan tepat ke titik spesifik di tubuh tempat obat perlu bekerja. Penelitian tersebut, yang dilakukan dengan menggunakan model hewan, menegaskan bahwa mikrorobot dapat dikirimkan dan diaktifkan dengan cara yang aman dan terkendali, sebuah tonggak ilmiah penting dalam mempromosikan penggunaan praktis mikrorobot dalam perawatan medis yang ditargetkan.
Penelitian tersebut dipimpin oleh Swiss Federal Institute of Technology Zurich (ETH Zurich) dan dipublikasikan di jurnal Sains melibatkan Profesor Josep Puigmartí-Luis dari Fakultas Kimia dan Institut Kimia Teoritis dan Komputasi (IQTC) Universitas Barcelona. Dia adalah satu-satunya peneliti dari institusi Spanyol yang menandatangani makalah ini, yang merupakan hasil proyek ANGIE Eropa, sebuah inisiatif yang dikoordinasikan oleh Profesor Salvador Pané (ETH) bekerja sama dengan kelompok penelitian Chemistry In Flow dan Nanomaterials Synthesis (ChemInFlow), yang dipimpin oleh Profesor Puigmartí.
Platform mikrorobotik baru menghadirkan strategi inovatif untuk pemberian obat secara tepat dan tepat sasaran. Hal ini terukur dan dapat diterapkan pada berbagai situasi di mana pemberian agen terapeutik sulit diakses, seperti tumor, malformasi arteriovenosa, infeksi lokal, atau cedera jaringan.
Microrobot yang mengirimkan obat dengan cara yang ditargetkan
Rute pemberian obat ke dalam tubuh menentukan intensitas, durasi dan efek terapeutik obat. Namun, obat dengan tindakan sistemik seringkali menimbulkan efek samping yang serius dan bertanggung jawab atas 30% kegagalan obat selama uji klinis.
Robot mikro dan nano magnetik adalah perangkat teknologi dengan potensi besar untuk pengiriman obat yang ditargetkan. Mereka dapat menggabungkan agen terapeutik dengan konsentrasi lebih tinggi yang dikirim langsung ke lokasi kritis, meningkatkan kemanjuran pengobatan dan meminimalkan efek samping. Namun, menerjemahkan teknologi ini ke dalam praktik klinis masih merupakan tantangan ilmiah.
Hasil studi baru menunjukkan kemampuan mikrorobot dalam bernavigasi secara in vitro dalam model pembuluh darah manusia dan juga hidup pada model hewan berkat inovasi dalam mikrorobotika: sistem Navion, yang mengintegrasikan navigasi, pemberian terapi, dan pencitraan ke dalam satu platform terpadu.
“Sistem navigasi elektromagnetik Navion (eMNS) memungkinkan kontrol elektromagnetik yang jauh lebih tepat dan aman dibandingkan sistem dengan magnet permanen, karena memungkinkan medan magnet dimodulasi dan dihentikan secara real-time. Selain itu, sistem ini kompatibel dengan teknik pencitraan medis dan memiliki desain modular yang memfasilitasi integrasinya ke dalam prosedur klinis invasif minimal,” kata Puigmartí, profesor di Departemen Ilmu Material dan Kimia Fisika UB.
Platform pengiriman obat mikrorobotik baru mengintegrasikan sistem navigasi elektromagnetik klinis, kateter pengiriman yang dirancang khusus, dan kapsul yang dapat larut untuk pengiriman terapeutik yang tepat. Dipandu secara magnetis, ia mampu bernavigasi secara tepat dalam kondisi fisiologis.
Navion juga memungkinkan manipulasi kateter magnetik dan endoskopi secara tepat, yang memerlukan akurasi tinggi untuk menghindari cedera. Sejalan dengan ini, perusahaan Nanoflex Robotics, yang dipromosikan dengan dukungan ETH, memasarkan penggunaannya melalui teknologi kontrol magnetik dengan perangkat ultra-fleksibel, yang memungkinkan pengobatan patologi endovaskular kritis, terutama stroke, dan kinerja trombektomi yang dioperasikan melalui teleoperatif, sehingga mengurangi transfer dan waktu tunggu.
Mengatasi hambatan penggunaan klinis mikrorobot
Menyeimbangkan biokompatibilitas dan biodegradabilitas bahan dengan karakteristik spesifik sifat magnetik merupakan salah satu kendala yang harus diatasi untuk menggunakan teknologi mikrorobotik dalam biomedis.
“Sistem baru ini mengatasi hambatan klinis utama melalui kontrol elektromagnetik yang tepat dan aman sehingga memungkinkan mikrorobot menavigasi tubuh tanpa kontak langsung. Selain itu, sistem ini menggunakan bahan biokompatibel – disetujui oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat (FDA) – dan pencitraan real-time, memastikan penanganan yang stabil, aman, dan mudah beradaptasi di lingkungan medis nyata,” kata Puigmartí.
Dalam konteks ini, kelompok penelitian ChemInFlow di UB telah berkontribusi dalam pembuatan kapsul yang digunakan sebagai robot mikro dan studi pembekuan darah, baik melalui penggunaan perangkat mikrofluida. Perangkat ini merupakan inti penelitian, yang berfokus pada sintesis bahan dan kinerja reaksi kimia dalam perangkat mikrofluida.
Meskipun penelitian lebih lanjut masih diperlukan untuk sepenuhnya menerjemahkan teknologi ini ke dalam praktik klinis, “hasilnya memberikan kerangka kerja yang kuat untuk mengatasi tantangan kompleks yang terkait dengan pemberian obat yang ditargetkan,” peneliti menyimpulkan.
Artikel referensi:
Pendarat, Fabian C. dkk. “Robot mikro magnetik yang siap secara klinis untuk terapi yang ditargetkan”. SainsNovember 2025. DOI: doi/10.1126/science.adx1708.
