Uczeni już od dawna marzą o tworzeniu medycznych mikrorobotów, których celem jest minimalnie inwazyjne działanie lecznicze. Najpopularniejszą obecnie metodą jest polimeryzacja dwufotonowa, która wyzwala polimeryzację w żywicy syntetycznej przy pomocy laserów. Cechuje ją dokładność rzędu nanometrów, ale stworzenie jednego mikrorobota jest powolne. Dodatkowo, podczas procesu polimeryzacji dwufotonowej, nanocząstki magnetyczne znajdujące się w robocie mogą blokować drogę światła. W przypadku wykorzystania wysoko skoncentrowanych nanocząstek magnetycznych, wynik procesu może nie być jednolity.
Jak ulepszyć mikroroboty?
Zespół badawczy prof. Hongsoo Choi z ETH Zurich opracował metodę tworzenia mikrorobotów z prędkością 100 na minutę poprzez przepływ mieszaniny nanocząstek magnetycznych i biodegradowalnego metakrylanu żelatyny, który może być utwardzony przez światło. W porównaniu z istniejącym podejściem polimeryzacji dwufotonowej, pozwala to stworzyć mikroroboty ponad 10 000 razy szybciej.
Były one hodowane z ludzkimi komórkami macierzystymi pobranymi z nosa, dzięki czemu mogły je przenosić. Robot porusza się, ponieważ nanocząstki magnetyczne wewnątrz robota reagują na zewnętrzne pole magnetyczne i mogą być przesuwane do pożądanej pozycji. Naukowcy potwierdzili eksperymentalnie, że mikrorobot może dotrzeć do punktu docelowego, przechodząc przez mikrokanał w kształcie labiryntu. Oceniono także, że mikrorobot rozpuszcza się po 6 godzinach inkubacji – jest więc w pełni biodegradowalny. Komórki macierzyste dostarczone przez mikrorobota wykazywały normalne właściwości elektryczne i fizjologiczne.
Spodziewamy się, że technologie opracowane dzięki temu badaniu, takie jak masowa produkcja mikrorobotów, precyzyjne działanie za pomocą pól elektromagnetycznych oraz dostarczanie i różnicowanie komórek macierzystych, w przyszłości radykalnie zwiększą efektywność ukierunkowanej terapii precyzyjnej.Prof. Hongsoo Choi
Badania przeprowadzone przez uczonych z ETH Zurich mogą otwierać nowe drzwi do wykorzystania technologii robotycznych w medycynie. Szczegóły opisano w czasopiśmie Small.
