Создан микроробот, способный перемещаться между клетками организма
Насколько маленькими могут быть роботы и могут ли они помочь в удовлетворении потребностей человеческого организма? Это то, что команда исследователей во главе с Университетом Тель-Авива надеется лучше понять, изучив разработку микроробота размером с клетку, способного идентифицировать и захватывать другие клетки при управлении и навигации с помощью электрических и магнитных механизмов. Они обнаружили, что этот новый микроробот может выполнять множество задач, в том числе перемещаться между клетками в биологическом образце, определять, здорова клетка или умирает, и даже захватывать и вводить лекарство или генетический материал в захваченную клетку.
Доктор Гилад Йосифон, профессор Школы кафедры машиностроения и биомедицинской инженерии Тель-Авивского университета и соавтор исследования, отметил, что “разработка способности микроробота двигаться автономно была вдохновлена биологическими микроплавателями, такими как бактерии и клетки спермы. Это инновационная область исследований, которая быстро развивается, с широким спектром применений в таких областях, как медицина и окружающая среда, а также в качестве исследовательского инструмента”.
В рамках исследования ученые использовали микроробота на отдельных клетках крови, раковых клетках и одной бактерии, чтобы продемонстрировать его способности. В итоге микроробот смог различать клетки каждого типа и даже идентифицировать немеченые клетки, а также определить их состояние здоровья.
"Наша новая разработка значительно развивает технологию в двух основных аспектах: гибридное движение и навигация с помощью двух разных механизмов - электрического и магнитного”, - сказал доктор Йосифон. “Кроме того, микроробот обладает улучшенной способностью идентифицировать и захватывать одну ячейку без необходимости маркировки для локального тестирования или извлечения и транспортировки на внешний инструмент. Это исследование проводилось на биологических образцах в лаборатории для анализа in vitro, но в будущем планируется разработать микророботов, которые также будут работать внутри организма - например, в качестве эффективных носителей лекарств, которые можно точно направлять к цели”.
Эта работа основывается на предыдущих исследованиях микророботов и указывает на то, что они были сконструированы вокруг электрических направляющих механизмов, которые оказались неэффективными вблизи высокой электропроводности, например, в физиологических средах, поэтому магнитные механизмы этого нового микроробота позволяют ему так хорошо функционировать в этих крошечных средах.
"В ходе наших исследований мы разработали инновационного микроробота с важными возможностями, которые вносят значительный вклад в эту область: гибридное движение и навигация с помощью комбинации электрических и магнитных полей, а также способность идентифицировать, захватывать и транспортировать одну клетку с места на место в физиологической среде”, - сказал доктор Йосифон.
Эти возможности актуальны для широкого спектра применений, а также для исследований. Среди прочего, технология будет поддерживать следующие области: медицинская диагностика на уровне отдельной клетки, введение лекарств или генов в клетки, генетическое редактирование, доставка лекарств по назначению внутри организма, очистка окружающей среды от загрязняющих частиц, разработка лекарств и создание "лаборатории на частице" - микроскопической лаборатории, предназначенной для проведения диагностики в местах, доступных только для микрочастиц.