Mikroboty wśród komórek biologicznych. Medycyna zmienia się na naszych oczach
Opracowany właśnie mikrobot ma średnicę około 10 mikronów, więc tylko tyle, ile komórka biologiczna i potrafi odróżnić zdrowe oraz umierające komórki bez konieczności ich wcześniejszego oznaczania. Mikrorobot może również dostarczać leki lub geny do przechwyconej przez siebie komórki, co ma ogromny potencjał w diagnostyce medycznej, opracowywaniu leków, chirurgii i ochronie środowiska.
Czytaj też: Mikroboty dostarczą leki tam, gdzie trzeba. Bez szkód dla organizmu pacjenta
Mikrorobot może wyczuć stan komórki poprzez użycie elektryczności do tymczasowego jej zdeformowania i zmierzenia cechującej ją impedancji. Uzyskany pomiar jest miarą tego, jak bardzo komórka opiera się prądowi elektrycznemu i jest tym samym kluczowa dla mikrorobota. Ten na podstawie pomiaru określa to, z jaką komórką ma do czynienia i jaki jest jej stan. Wszystko dzięki temu, że różne rodzaje komórek mają różne wartości impedancji, a impedancja tych starych jest zawsze niższa.
Po tym rozpoznaniu mikrorobot może uchwycić interesującą go aktualnie komórkę poprzez zastosowanie kombinacji sił elektrycznych i magnetycznych. Podczas gdy siła elektryczna jest generowana przez przyłożenie prądu zmiennego do pary elektrod na mikrorobocie, siła magnetyczna jest generowana przez przyłożenie wirującego pola magnetycznego do cząstki magnetycznej na mikrorobocie. Dzięki tej pierwszej sile mikrorobot może przyciągać lub odpychać komórkę w zależności od jej polaryzacji i ładunku, a dzięki drugiej może obracać się w stosunku do komórki. Połączenie tych dwóch sił pozwala dodatkowo sterować mikrorobotem poprzez odpowiednią regulację częstotliwości i amplitudy pól elektrycznych i magnetycznych.
Czytaj też: Niczym żyjąca rasa technologiczna. Oto mikroboty mniejsze od głowy mrówki
Kiedy już mikrobot dotrze, rozpozna i przechwyci komórkę, może ją w każdej chwili uwolnić poprzez odwrócenie generowanych sił elektrycznych i magnetycznych. Potencjał takiego hybrydowego napędu został już zweryfikowany w symulowanym środowisku, a badacze byli w stanie zademonstrować możliwości mikrorobota, używając go do przechwycenia czerwonej krwinki, pojedynczej bakterii oraz komórek rakowych. Po co z kolei przechwytywać te komórki? Odpowiedzi na to pytanie udzielają sami naukowcy.
Czytaj też: Szczotkowanie zębów to przeszłość. Naukowcy chcą, żebyśmy brali do ust rój mikrobotów
Technologia ta będzie wspierać wiele obszarów medycyny, bo m.in. diagnostykę na poziomie pojedynczej komórki, wprowadzanie leków lub genów do komórek, edycję genetyczną, przenoszenie leków do miejsca przeznaczenia wewnątrz organizmu, oczyszczanie organizmów z problematycznych komórek oraz rozwój leków – powiedział Gilad Yossifon, autor korespondencyjny badania.
