13:07 2023-03-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Micro-robot hibrid capabil să navigheze în mediul fiziologic, să captureze celulele afectate vizate
_ Micro-robot hibrid capabil să navigheze în mediul fiziologic, să captureze celulele afectate vizate
Cercetătorii de la Universitatea din Tel Aviv au dezvoltat un micro-robot hibrid, de dimensiunea unei singure celule biologice (aproximativ 10 microni diametru), care poate fi controlat și navigat folosind două mecanisme diferite — electric și magnetic. Micro-robotul este capabil să navigheze între diferite celule dintr-o probă biologică, să distingă între diferitele tipuri de celule, să identifice dacă sunt sănătoase sau pe moarte și apoi să transporte celula dorită pentru studii suplimentare, cum ar fi analiza genetică.
Micro-robotul poate, de asemenea, transfecta un medicament și/sau o genă în celula unică țintă capturată. Potrivit cercetătorilor, dezvoltarea poate ajuta la promovarea cercetării în domeniul important al analizei unicelulare, precum și la găsirea utilizării în diagnosticul medical, transportul și screeningul de droguri, chirurgie și protecția mediului.
Inovatorul tehnologia a fost dezvoltată de prof. Gilad Yossifon de la Școala de Inginerie Mecanică și Departamentul de Inginerie Biomedicală de la Universitatea Tel Aviv și echipa sa: cercetător post-doctoral Dr. Yue Wu și student Sivan Yakov, în colaborare cu Dr. Afu Fu, Post- cercetător doctor, de la Technion, Israel Institute of Technology. Cercetarea a fost publicată în revista Advanced Science.
Prof. Gilad Yossifon explică că micro-roboții (numiți uneori micro-motoare sau particule active) sunt particule sintetice minuscule de dimensiunea unei celule biologice, care se pot deplasa dintr-un loc în loc și pot efectua diverse acțiuni (de exemplu: colectarea mărfurilor sintetice sau biologice) autonom sau prin control extern de către un operator.
Conform prof. Yossifon, „Dezvoltarea capacității micro-robotului de a se mișca autonom a fost inspirată de micro-înotători biologici, cum ar fi bacteriile și spermatozoizii. Acesta este un domeniu inovator de cercetare care se dezvoltă rapid, cu o mare varietate de utilizări în domenii precum medicina și mediul înconjurător, precum și un instrument de cercetare.”
Ca o demonstrație a capacităților micro-robotului cercetătorii l-au folosit pentru a captura un singur sânge și celule canceroase și o singură bacterie și au arătat că este capabil să distingă între celule cu diferite niveluri de viabilitate, cum ar fi o celulă sănătoasă, o celulă deteriorată de un medicament sau o celulă care este pe moarte sau pe moarte într-un proces natural de „sinucidere” (o astfel de distincție poate fi semnificativă, de exemplu, atunci când se dezvoltă medicamente anti-cancer).
După identificarea celulei dorite, micro-robotul a capturat-o și a mutat celula acolo unde ar putea fi analizat în continuare. O altă inovație importantă este capacitatea micro-robotului de a identifica celulele țintă care nu sunt etichetate - micro-robotul identifică tipul de celulă și starea acesteia (cum ar fi gradul de sănătate) folosind un mecanism de detectare încorporat bazat pe celulele. proprietăți electrice unice.
Prof. Yossifon afirmă: „Noua noastră dezvoltare avansează tehnologia în mod semnificativ în două aspecte principale: propulsia hibridă și navigarea prin două mecanisme diferite — electric și magnetic. În plus, micro-robotul are o capacitate îmbunătățită de a identifica și capta o singură celulă, fără nevoie de etichetare, de testare locală sau de preluare și transport la un instrument extern.Această cercetare a fost efectuată pe probe biologice în laborator pentru analize in vitro, dar intenția este de a dezvolta în viitor micro-roboți care să funcționeze și în interior organismul – de exemplu, ca purtători de medicamente eficienți care pot fi ghidați cu precizie către țintă.”
Cercetătorii explică că mecanismul de propulsie hibrid al micro-robotului este de o importanță deosebită în mediile fiziologice, cum ar fi găsite în biopsiile lichide. „Micro-roboții care au funcționat până acum pe baza unui mecanism de ghidare electric nu au fost eficienți în anumite medii caracterizate prin conductivitate electrică relativ ridicată, cum ar fi un mediu fiziologic, unde antrenarea electrică este mai puțin eficientă. Aici mecanismul magnetic complementar. intră în joc, ceea ce este foarte eficient indiferent de conductibilitatea electrică a mediului.”
Prof. Yossifon concluzionează: „În cercetarea noastră, am dezvoltat un micro-robot inovator cu capacități importante care contribuie semnificativ la domeniu: propulsie hibridă și navigare printr-o combinație de câmpuri electrice și magnetice, precum și capacitatea de a identifica, capta și transporta. o singură celulă dintr-un loc în altul într-un mediu fiziologic. Aceste capabilități sunt relevante pentru o mare varietate de aplicații, precum și pentru cercetare.
„Printre altele, tehnologia va sprijini următoarele domenii: diagnostic medical la nivelul unei singure celule, introducerea de droguri sau gene în celule, editarea genetică, transportarea medicamentelor la destinație în interiorul corpului, curățarea mediului de particule poluante, dezvoltarea medicamentelor și crearea unui „laborator pe o particulă” - un laborator microscopic conceput pentru efectuați diagnostice în locuri accesibile numai microparticulelor.”
Comentarii:
Adauga Comentariu