Všeobecné

Drobní roboti poháňajú ľudskou očnou guľou na dodávanie drog


Tím medzinárodných vedcov vyvinul nanoroboty v tvare vrtule, ktoré sú schopné prvýkrát vŕtať cez husté tkanivo ako v očnej buľve. Vedci z laboratória Micro, Nano and Molecular Systems Lab na Max Planck Institute for Intelligent Systems v Stuttgarte sa spojili so spolupracovníkmi z celého sveta s cieľom vyvinúť priekopnícku technológiu.

Malé nanopropelery sú spravodlivé 500 nm široká, správna veľkosť, aby sa zmestila cez tesnú molekulárnu matricu gélovitej látky v sklovci. Tieto vrtáky sú pokryté nepriľnavým povlakom 200x menšie než je priemer ľudského vlasu, dokonca menší ako šírka baktérie.

Klzký povlak umožňuje robotom prekĺznuť cez tvrdé tkanivo

Ich malá veľkosť v kombinácii s klzkým zovňajškom im umožňuje pohybovať sa cez oko bez poškodenia citlivého biologického tkaniva okolo nich. Toto je prvýkrát, čo sa vedcom podarilo fyzicky riadiť nanoroboty cez veľmi husté tkanivo.

Myšlienka sa predtým demonštrovala iba na modeloch alebo v biologických tekutinách. Dúfame, že v budúcnosti budú roboty schopné veľmi presne dodávať lieky a iné terapeutické látky do cieľových oblastí tela.

Cieľový kľúč dodávania liekov

Dodávanie liekov do cieľových oblastí je v súčasnosti veľmi ťažké, najmä v oblastiach s hustým tkanivom a v malých mierkach. Oko predstavuje aj jedinečný súbor výziev. Očná guľa je vyrobená z veľmi hustého materiálu s pevnou matricou, cez ktorú musia nanopropelery vtesnať.

Očná guľa má tiež veľmi špecifickú biopolymerickú sieť, ktorá bráni objektom v ich prechode, čo sťažuje zamotanie aj malých robotov. Vedci používajú obdobu malej vývrtky, ktorá sa snaží prekonať pavučinu obojstrannej lepiacej pásky, pomocou ktorej si predstavuje náročnosť úlohy.

Nakoniec, keď je pohyb možný, presný pohyb predstavuje ďalší súbor problémov. Na prekonanie týchto vedcov pridajte magnetický materiál, napríklad železo, aby ich bolo možné nasmerovať na miesto určenia pomocou magnetických polí.

Vedci inšpirovaní prírodou

Prvá vrstva klzkého povlaku nanesená na nanorobotov pozostáva z molekúl naviazaných na povrch, zatiaľ čo druhá vrstva je pokrytá tekutým fluórovaným uhľovodíkom. Táto šikovná kombinácia umožňuje nanorobotom prekĺznuť cez tesné pletivo hustého tkaniva očných buliev.

„Pokiaľ ide o povrchovú úpravu, hľadáme inšpiráciu v prírode,“ vysvetľuje prvý autor štúdie Zhiguang Wu. Bol Humboldtovým vedeckým pracovníkom na MPI-IS a teraz je postdoktorom na Kalifornskom technologickom inštitúte. "V druhom kroku sme aplikovali tekutú vrstvu, ktorá sa našla na mäsožravej rastline, ktorá má na peristome klzký povrch na zachytávanie hmyzu." Je to ako teflónový povlak na panvici.

Tento klzký povlak je zásadný pre efektívny pohon našich robotov vo vnútri oka, pretože minimalizuje adhéziu medzi sieťou biologických proteínov v sklovci a povrchom našich nanorobotov. “

Neuveriteľný výskum si môžete prečítať v článku „Roj klzkých mikrovrtuľ preniká do sklovitého tela oka“, autormi: Zhiguang Wu, Jonas Troll, Hyeon-Ho Jeong, Qiang Wei, Marius Stang, Focke Ziemssen, Zegao Wang, Mingdong Dong, Sven Schnichels, Tian Qiu, Peer Fischer, publikované v časopise Science Advances (2018).


Pozri si video: Šedý zákal ničiteľ zdravých očí (Január 2022).