Спорт и Здоровье

Сегодня учёные вплотную изучают способы создания и использования микророботов в медицине, чтобы улучшить лечение различных заболеваний. Роботы предназначены для непосредственного действия в человеческом теле, где они могут доставлять лекарства в определенные места или выполнять точные операции, такие как очистка закупоренных сосудов и многие другие.

Недавно группа учёных из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) разработала простой и универсальный способ построения таких биотехнологических роботов, которые будут оснащаться дополнительными функциями. Они также создали платформу для тестирования нескольких подобных проектов, изучая различные способы передвижения миниатюрных «докторов». Исследование учёных, опубликованное в журнале Nature Communications, продемонстрировало сложное устройство микророботов с электромагнитными полями, которые могут быть изготовлены с высокой пропускной способностью, чтобы управлять их передвижением.

Робот, который выглядит и двигается как бактерии. В отличие от обычных роботов, эти микророботы являются мягкими и гибкими. Они изготовлены из биосовместимого гидрогеля и магнитных наночастиц. Эти наночастицы имеют две функции. Они дают микророботам свою форму в процессе производства и заставляют их двигаться и плавать, когда применяется электромагнитное поле. Создание одного из этих микророботов включает несколько этапов. Во-первых, наночастицы помещаются внутрь слоёв биосовместимого гидрогеля. Затем для ориентирования наночастиц в различных частях робота используется электромагнитное поле с последующей стадией полимеризации, чтобы «затвердить» гидрогель. После этого робота помещают в воду, где он складывается определенными способами, в зависимости от ориентации наночастиц внутри геля, с образованием конечной общей 3D архитектуры микроробота.

После того, как окончательная форма достигнута, снова используется электромагнитное поле, чтобы робот мог плавать. Затем, при нагревании, робот меняет свою форму и «раскрывается». Этот подход позволил учёным построить микророботов, имитирующих бактерию, которая вызывает африканский трипаносомоз, иначе известный как сонная болезнь. Такая специфическая бактерия использует жгутик для движения, но скрывает своё действие, применяя своеобразный механизм выживания.

Учёные проверили различные конструкции микророботов, чтобы придумать тот, который имитирует данное поведение. Прототип робота, представленого в исследовании, имеет подобный жгутик, позволяющий ему плавать. При нагревании лазером, жгутик обёртывается вокруг тела робота и «прячется».

Учёные рассказали, что их метод позволяет тестировать множество форм и комбинаций для достижения наилучшего перемещения микророботов в организме, а также узнать, как бактерии движутся внутри человеческого тела и адаптируются к изменениям микросреды. Однако процесс разработки ещё не завершён, так как теперь необходимо проводить исследования с целью проверки безопасности использования микророботов.

Источник: Science Daily