Nano-roboty pływające w złożonych płynach biologicznych
Naukowcy z Instuytutu Systemów Inteligentnych im. Maxa Plancka(Max Planck Institute for Intelligent Systems) opracowali pływające roboty w nanoskali zdolne do nawigacji w skomplikowanych płynach biologicznych.
Jest to przełom, który może pobudzić rozwój precyzyjnego dostarczania leków do miejsc uchwytu, a nawet mogą one umożliwić przeprowadzenie terapii genowej w pojedynczych komórkach. Przy użyciu tej technologii może być możliwe zapobieganie skomplikowanym zabiegom chirurgicznym, a inne zabiegi mogą stać się inwazyjne w minimalnym stopniu
Zespół badawczy we współpracy z technicznymi pracownikami naukowymi opracował sztucznego mikroskopowej wielkości małża, który „podróżuje” w płynach poprzez otwieranie i zamykanie skorupki, która jest tylko kilka razy grubsza niż ludzko włos. urządzenie to testowano w modelowych płynach, które maja zupełnie inne cechy charakterystyczne niż woda.
Lepkość większości płynów w organizmie zmienia sie w zależności od szybkości ruchu. Na przykład w płynie maziowym w stawach znajduje się sieć utworzona z cząsteczek kwasu hialuronowego, co skutkuje większą lepkością. Staje się on mniej lepki, gdy coś porusza się w tym płynie.
Wykorzystując tę właściwość płynu, naukowcy zaprojektowali małża w ten sposób, że otwiera się szybciej niż zamyka. Taki nieregularny ruch powoduje, że płyn jest mniej lepki w czasie otwarcia w porównaniu z czasem następującego po tym zamknięcia.
W wyniku tego droga, która przebywa “małż” w czasie otwierania nie jest taka sama, jak w czasie zamykania i stąd wynika ruch do przodu.
W celu kontroli tych mikro-urządzeń, w obie skorupki małża wbudowano magnesy z metali ziem rzadkich. Pozwoliło to naukowcom kontrolować otwieranie i zamykanie „skorupek”, a więc i ruch urządzenia.
Małe urządzenie podmorskie o wyglądzie małża może także być napędzane przez urządzenie uruchamiające, odpowiadające na różnice temperatury. Wyzwaniem było to, że „skorupka” powinna być bardzo cienka, lecz wystarczająco mocna, by pozostać stabilną w płynach lepkich.
Zespół testował aparat w płynach biologicznych, takich jak płyn pozakomórkowy w tkankach. W celu przeprowadzenia takich badań, zbudowano jeszcze mniejszego robota, przypominającego korkociąg ułożony w nanospiralę. Naukowcy opracowali urządzenie uruchamiające o średnicy 100 nm i całkowitej długości 400 nm.
Następnie zespół nanosił materiał spirali warstwa po warstwie w celu wytworzenia zdefiniowanego geometrycznie schematu oraz zainstalował zintegrowany magnetyczny nikiel w odpowiednim położeniu. Po zastosowaniu rotacyjnego pola magnetycznego, nano-spirala zawierająca nikiel zaczynała się kręcić, co pozwoliło śrubie napędowej poruszać się do przodu w płynie.
Teoretycznie, biorąc pod uwagę rozmiary urządzenia, może ono być używane wewnątrz komórek.
Naukowcy wierzą, że “łódź podwodna” w nanoskali może mieć potencjalne zastosowania w medycynie.
Źródło:http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=31474
Tagi: lek, nano-robot, płyn biologiczny
wstecz Podziel się ze znajomymi