Komórki w sidłach robotów

fot. pixabay

Naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie stworzyli mikrorobota wielkości pojedynczej komórki biologicznej, który porusza się zarówno za pomocą energii elektrycznej, jak i pól magnetycznych, mogąc identyfikować i przechwytywać pojedynczą komórkę i otwierając drzwi do szerokiej gamy zastosowań.

Badacze opracowali urządzenie o średnicy około 10 mikronów zdolne do poruszania się po ciele w sposób autonomiczny lub kontrolowany przez operatora. Wykorzystanie pola magnetycznego do jego napędzania nie wymaga bezpośredniego kontaktu z tkankami ciała, pozwala na precyzyjne sterowanie i umożliwia działanie w szerokim zakresie temperatur i przewodności roztworów. 

- Mikroroboty, które do tej pory działały w oparciu o elektryczny mechanizm sterowania nie były skuteczne w niektórych obszarach charakteryzujących się stosunkowo wysoką przewodnością elektryczną, takich jak środowisko fizjologiczne - powiedział Gilad Yossifon, autor artykułu na temat badania - W tej przestrzeni znalazło się miejsce dla komplementarnego mechanizmu magnetycznego, który jest bardzo skuteczny niezależnie od przewodności elektrycznej roztworu, w którym się znajduje.

Po stworzeniu hybrydowego układu napędowego naukowcy zademonstrowali możliwości robota. Użyli go do przechwycenia pojedynczej czerwonej krwinki, komórek rakowych i bakterii, udowadniając, że mikrorobot może odróżnić zdrową komórkę od tej, która została uszkodzona lub przechodziła naturalny proces autodestrukcji (apoptozy). Po przechwyceniu można ją przenieść do zewnętrznego instrumentu laboratoryjnego w celu dalszej analizy.

Zaletą hybrydowej konstrukcji jest fakt, że może ona również wychwytywać nieznakowane komórki, określając przy tym ich status. Jest to pierwsze badanie, w którym przeprowadzono opartą na mikrorobotach detekcję komórek apoptotycznych wolnych od znaczników. Testy mikrorobota odbywały się poza ludzkim ciałem, jednak naukowcy mają nadzieję, że wkrótce będzie można go przetestować in vivo.

- Technologia będzie wspierać, między innymi następujące obszary: diagnostykę medyczną na poziomie pojedynczej komórki, wprowadzanie leków lub genów bezpośrednio do komórek, edycję genetyczną, przenoszenie leków do miejsca docelowego w organizmie, oczyszczanie środowiska z cząstek zanieczyszczających, opracowywanie leków i tworzenie laboratorium na cząsteczce - powiedział Yossifon.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Advanced Science. W poniższym filmie naukowcy opowiadają o tym, jak działa hybrydowy mikrorobot i jakie są jego potencjalne zastosowania.

(rr)