Исследователи из Тель-Авивского университета в Израиле создали микроробота размером с единственную биологическую клетку, который перемещается, используя как электричество, так и магнитные поля, и может идентифицировать и захватывать единственную клетку, открывая двери для широкого спектра приложений.
Вдохновленные биологическими «плавающими», такими как бактерии и сперматозоиды, исследователи разработали микроробота (около 10 микрон в поперечнике), способного перемещаться по телу автономно или под управлением оператора.
<р>Использование магнитного поля для приведения в движение микроробота, также называемого микромотором, было привлекательным; он не требует топлива или прямого контакта между магнитом и тканями тела, им можно точно управлять и он может работать в широком диапазоне температур и проводимостей растворов. Микродвигатели с электроприводом обладают такими преимуществами, как выборочная загрузка, транспортировка и разгрузка груза, а также возможность использовать электричество для «деформации» клеток, но у них есть и некоторые недостатки. Так что совместить их было несложно.
«Микророботы, которые до сих пор работали на основе электрического направляющего механизма, были неэффективны в определенных средах, характеризующихся относительно высокой электропроводностью, таких как физиологические среды, где электрический привод менее эффективен», — сказал Гилад Йосифон, автор-корреспондент. исследования. «Именно здесь вступает в действие дополнительный магнитный механизм, который очень эффективен независимо от электропроводности окружающей среды».
Как только гибридная силовая установка была собрана, исследователи смогли продемонстрировать возможности микроробота. Они использовали его для захвата одного эритроцита, раковых клеток и одной бактерии, продемонстрировав, что микроробот может отличить здоровую клетку от той, которая была повреждена лекарством, или умирающую клетку от той, которая подвергается воздействию. естественный процесс «самоубийства» (апоптоз). После захвата ячейку можно переместить во внешний инструмент для дальнейшего анализа.
Но преимущество гибридного микроробота заключается в том, что он также может захватывать немеченые клетки, определяя их статус. Это первое исследование, в котором с помощью микророботов проводится определение апоптотических клеток без меток.
«Наша новая разработка значительно продвигает технологию в двух основных аспектах: гибридное движение и навигация с помощью двух разных механизмов — электрического и магнитного», — сказал Йоссифон. «Кроме того, микроробот имеет улучшенную способность идентифицировать и захватывать одну клетку без необходимости маркировки для локального тестирования или поиска и передачи на внешний инструмент».
Во время тестирования вне человеческого тела, исследователи надеются, что вскоре его можно будет протестировать in vivo, учитывая его потенциал для широкого применения.
«Помимо прочего, технология будет поддерживать следующие направления: медицинская диагностика на уровне отдельных клеток, введение лекарств или генов в клетки, генетическое редактирование, доставка лекарств к месту назначения внутри организма, очистка окружающей среды от загрязняющих частиц, разработка лекарств и создание «лаборатории на частицы», — сказал Йоссифон.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.
В приведенном ниже видео исследователи рассказывают о том, как гибрид работает микроробот и его потенциальное использование.
Гибридный микроробот
