Чтобы эффективнее бороться с различными заболеваниями и создать профилактические меры по их предотвращению, необходимо лучше изучить процессы, происходящие в организме. Сегодня с этой целью разрабатываются поистине удивительные технологии. Одна из таких представлена в виде микроскопических роботов на основе гидрогеля, которые способны механически стимулировать клетки и микроткани, выполняя сложные задачи по созданию особых физиологических условий в той области, где они находятся. Данная функция нужна учёным для того, чтобы подробно изучить изменения, приводящие к заболеваниям. Дело в том, что ткани человека могут испытывать различные механические раздражители, влияющие на их способность выполнять свои целевые действия, например, защищать органы от травм. Именно микророботы позволяют смоделировать подобные негативные стимулы к живым тканям и продемонстрировать исследователям их специфическую реакцию. Кроме того, с помощью микророботов можно проводить диагностику здоровья тканей и даже лечебную терапию.
Миниатюрные медицинские устройства разработала исследовательская группа Политехнической школы Лозанны (Швейцария). Инструменты состоят из микроактюаторов (преобразуют энергию в управляемое движение) и мягких роботизированных конструкций, активизирующихся беспроводным способом с помощью лазерных лучей. Устройства могут дополняться микрожидкостными чипами, позволяющими проводить высокопроизводительную стимуляцию различных биологических образцов. Учёные говорят, что эту схему они придумали после наблюдения за опорно-двигательной системой в действии. «Мы хотели создать модульную систему, основанную на сжатии распределённых приводов и деформации соответствующих механизмов». Таким образом сформирован гибкий каркас со связями, похожими на сухожилия между частями скелета и микроактюаторами. При этом весь корпус собран из компонентов гидрогеля подобно фигуркам конструктора Lego. Меняя положение кирпичиков и приводов, учёные могут создавать множество сложных микророботов уникального внешнего вида. Исследователи подчёркивают, что благодаря необычному способу, который имитирует опорно-двигательную систему человека, мягкие механизмы быстро и эффективно сжимаются, когда активируются ближним инфракрасным светом. При сжимании всех наноразмерных механизмов происходит активация самого микроробота и он действует согласно своей задаче.
В дополнение к пользе в фундаментальных исследованиях, эта технология также предлагает и другое практическое применение. К примеру, врачи могут использовать микророботов в качестве крошечных медицинских имплантатов для механического стимулирования тканей или для доставки лечебных биологических агентов в определённые участки организма.
Читайте также:
Приложение, улучшающее концентрацию внимания
Самовосстанавливающийся гидрогель могут применить в медицине
Прорыв в управлении нанороботами на основе ДНК