Nanomedicína: Nový typ mikrobotov dokáže manipulovať už s bunkami

0

Možnosť prenosu a presného umiestnenia jednotlivých buniek a mikroskopických častíc v kvapalinách by sa dala využiť ako výkonný nástroj v biomedicíne vrátane cieleného dodávania liekov, nanomedicíny a tkanivového inžinierstva. S týmto cieľom čínski a americkí vedci vytvorili akusticky poháňané mikroroboty, ktoré môžu manipulovať s jednotlivými časticami a bunkami bez ovplyvnenia okolitých objektov.

Mikroboty tvorí polymérna štruktúra v tvare polovice kapsuly, dlhá 7,5 µm, s vonkajším priemerom 5 um a hrúbkou obalu 500 nm.  Vedci potiahli kapsuly 10 nm vrstvou magnetického niklu, čo umožňuje ich riadenie magnetmi. Následne naň aplikovali 40 nm vrstvu zlata. Potom modifikovali vnútorný povrch tak, aby bol hydrofóbny, takže keď sa kapsula ponorí do tekutiny, vnútri sa spontánne vytvorí vzduchová bublina. Keď sú bubliny v kapsulách vystavené pôsobeniu megahertzového akustického poľa, pulzujú, čo spôsobí prvotný pohyb mikrorobotov, ktoré sa zoradia kolmo na blízky okraj a staticky sa vznášajú.

O ďalší pohyb a jeho smerovanie sa postará regulované magnetické pole. Pri akustickom tlaku 4 kPa mohli byť mikroboty poháňané rýchlosťou okolo 2,6 mm/s. Keď bolo zvukové pole vypnuté, okamžite sa zastavili. Vďaka takémuto pohonu a presnému smerovaniu môžu mikroboty selektívne vyberať jednotlivé častice a premiestňovať ich do ľubovoľných polôh.

Na overenie užitočnosti tejto technológie pri bioanalýzach použili vedci mikroboty na presun buniek HeLa v kultivačnom médiu. Bunka HeLa s priemerom 20 µm je podstatne väčšia ako mikrobot, no bola presunutá do kontaktu s ďalšou bunkou v médiu bez narušenia susedných buniek. Na demonštráciu pohybu v zložitých 3D prostrediach vedci použili špeciálne mikroschody a bloky, na ktoré mikrorobot „vyliezol“ pomocou presného ovládania.

V budúcnosti chcú vedci vyriešiť biokompatibilitu mikrorobotov, pretože materiály používané v súčasnosti nie sú biokompatibilné. Uvažujú o ich výrobe napríklad z odbúrateľných polymérov a nahradení niklu menej toxickým magnetickým materiálom, napríklad oxidom železa.

Výskum bol publikovaný v časopise Science Advances. 

Zdroj: physicsworld.com.

Redakcia

Všetky autorove články
veda vyskum inovácie buducnost zdravie clovek stroj robot

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať