Робот-курильшик позволит ученым тщательней исследовать заболевания легких (Видео)

Группа ученых из института Биологически вдохновленных разработок Вайса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) Гарвардского университета разработала и создала специализированного робота-курильщика, предназначенного для углубленных исследований заболеваний легких, являющимися последствиями табакокурения. Этот робот может "выкурить" подряд 10 сигарет, а получающийся при этом дым направляется к крошечному чипу, на поверхности которого находятся живые клетки, выращенные из образцов, взятых в легких человека. Это "легкое-на-чипе" дает ученым возможность изучения реакции живых клеток на воздействие дыма, а открытый доступ и высочайший уровень детализации позволяет ученым исследовать то, что не позволяют исследовать эксперименты на подопытных животных.

Основным заболеванием, которое будет изучаться при помощи робота-курильщика, является хроническая обструктивная болезнь легких (chronic obstructive pulmonary disease, COPD), последствиями которой является эмфизема и хронический бронхит. Люди, страдающие такими заболеваниями, дышат с большим трудом из-за закупоривания путей, через которые воздух проникает в легкие. К сожалению, для этих заболеваний еще не разработано эффективных методов лечения и во всем мире сейчас насчитывает около 65 миллионов человек с подобным диагнозом.

Робот-курильшик 

Изучение воздействия табачного дыма на живые клетки является достаточно сложной задачей. Культивирование живых клеток в чашке Петри и окуривание их дымом не дают даже приблизительных результатов, ведь такой подход очень далек от динамики движения дыма в легких человека. Тестирование всего этого на подопытных животных также не дает должных результатов, так как подопытные грызуны, в отличие от людей, всегда дышат через нос.

Робот-курильшик поджигает сигарету при помощи специального устройства и, используя так называемый "микро-респиратор" (micro-respirator), "вдыхает" дым, максимально подражая ритмичному движению легких человека. Исследователи имеют возможность регулировать "поведение" робота, увеличивая или уменьшая темп курения, глубину "вдоха" табачного дыма и т.п. Получающийся табачный дым подается в микроканальную систему, поверхность которой покрыта эпителиальными клетками, клетками, которые покрывают поверхность легких человека. Для экспериментов ученые взяли образцы клеток у здорового человека и у людей, страдающих различными хроническими заболеваниями легких, а сами эти эксперименты стали первыми шагами, которые в будущем приведут к разработке и тестированию лекарственных препаратов, способных противостоять хроническим заболеваниям легких.

Легкое-на-чипе

Помимо обычных сигарет, робот-курильщик может "курить" и электронные сигареты, которые, как подозревают некоторые ученые, не столь безопасны, как утверждается в их рекламе.

И в заключении следует отметить, что разработка робота-курильщика является продолжением работы исследователей из института Вайса, которые на настоящее время уже смогли разработать целый ряд органов-на-чипе, в которых содержаться встроенные датчики, значительно облегчающие процесс проведения исследований. Все эти компоненты представляют собой части более масштабной программы, конечной целью которой является создание "человека-на-чипе", целой лаборатории из 10 чипов-органов, которые являются аналогами всех основных органов организма человека.