Изследователи от университета в Тел Авив, Израел, създадоха микроробот с размерите на една биологична клетка, който се движи с помощта както на електричество, така и на магнитни полета и може да идентифицира и улови една клетка, отваряйки вратата към огромен набор от приложения.
Вдъхновени от биологични „плувци“ като бактерии и сперматозоиди, изследователите разработиха микроробот (около 10 микрона в диаметър) със способността да се движи из тялото автономно или контролиран от оператор.
Използването на магнитно поле за задвижване на микроробота, наричан още микромотор, беше привлекателно; не изисква гориво или директен контакт между магнита и тъканите на тялото, може да се управлява точно и може да функционира в широк диапазон от температури и проводимост на разтвора. Микромоторите с електрическо захранване предлагат предимства като селективно товарене, транспортиране и освобождаване на товари и възможност за използване на електричество за „деформиране“ на клетките, но те имат някои недостатъци. Така че комбинирането на двете беше безпроблемно.
„Микророботите, които досега са работили на базата на механизъм за електрическо насочване, не са ефективни в определени среди, характеризиращи се с относително висока електрическа проводимост, като например физиологична среда, където електрическото задвижване е по-малко ефективно“, каза Гилад Йосифон, съответен автор на изследването. „Тук влиза в действие допълнителният магнитен механизъм, който е много ефективен независимо от електрическата проводимост на околната среда.“
След като хибридната задвижваща система беше сглобена, изследователите успяха да демонстрират възможностите на микроробота. Те го използваха, за да уловят единична червена кръвна клетка, ракови клетки и една бактерия, демонстрирайки, че микророботът може да направи разлика между здрава клетка и такава, която е била увредена от лекарство или умираща клетка и такава, която е била подложена на естествен процес на „самоубийство“ (апоптоза). Веднъж уловена, клетката може да бъде преместена във външен инструмент за по-нататъшен анализ.
Но предимството на хибридния микроробот е, че той може да улавя и небелязани клетки, като усеща техния статус. Това е първото проучване, което предприема базирано на микроробот отчитане на апоптотични клетки без етикети.
„Нашата нова разработка значително подобрява технологията в два основни аспекта: хибридно задвижване и навигация чрез два различни механизма – електрически и магнитни“, каза Йосифон. „В допълнение, микророботът има подобрена способност да идентифицира и улавя една клетка, без необходимост от маркиране, за локално тестване или извличане и транспортиране до външен инструмент.“
Докато тестването на микроробота се проведе извън човешкото тяло, изследователите се надяват, че скоро ще може да бъде тестван in vivoпредвид потенциала му за широко приложение.
„Наред с други неща, технологията ще поддържа следните области: медицинска диагностика на ниво отделна клетка, въвеждане на лекарства или гени в клетките, генетично редактиране, пренасяне на лекарства до местоназначението им в тялото, почистване на околната среда от замърсяващи частици, разработване на лекарства, и създаване на „лаборатория за частица“, каза Йосифон.
Изследването е публикувано в сп Разширена наука.
Във видеото по-долу изследователите говорят за това как работи хибридният микроробот и неговите потенциални приложения.
Хибридният микроробот
източник: Тел Авивски университет
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
