ساخت میکروروبات‌هایی که هم دارورسان هستند و هم دماسنج!

گروهی از محققان در دانشگاه صنعتی مونیخ (TUM) میکروروباتی را توسعه داده‌اند که قادر به حرکت در سلول‌ها و تحریک سلول‌های منفرد است.

کد خبر: ۱۰۹۷۱۴۳

چهارشنبه - ۲۲ شهريور ۱۴۰۲ / September 13, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، گروهی از محققان در دانشگاه صنعتی مونیخ (TUM) میکروروباتی را توسعه داده‌اند که قادر به حرکت در سلول‌ها و تحریک سلول‌های منفرد است. برنا اوزکال الدمن استاد نانو و میکرو روباتیک، پتانسیل‌های درمانی زیادی را برای این میکروروبات‌ها متصور است. نتایج این تحقیق در مجله Advanced HealthCare Pathers منتشر شده است.

این میکروروبات‌ها گرد بوده، حاوی نانومیله‌های طلا و رنگ فلورسنت هستند و توسط یک ماده بیولوژیکی به دست آمده از جلبک‌ها احاطه شده‌اند. آن‌ها را می‌توان با نور لیزر هدایت کرد تا بین سلول‌ها حرکت کنند. این روبات‌های کوچک توسط پروفسور برنا اوزکال ادلمن اختراع شدند. او یک پلتفرم فناوری برای تولید این روبات‌ها در مقیاس بزرگ ایجاد کرده است. این روبات‌ها که به TACSI (مخفف Thermally Activated Cell-Signal Imaging) شهرت دارند، در حال حاضر در شرایط آزمایشگاهی، خارج از بدن انسان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

میکروروبات‌های TACSI با روبات‌های کلاسیک یا بازو‌های روباتیک متفاوت هستند. کل این سیستم به میکروسکوپ نیاز دارد، یک کامپیوتر و لیزر نیز برای هدایت این میکروروبات‌های ۳۰ میکرومتری نیاز است.

این روبات‌ها مبتنی بر “تراشه‌های میکروسیالی” هستند. ماده زیستی از طریق یک کانال در سمت چپ تراشه تزریق می‌شود. سپس ترکیبات روغنی از بالا و پایین از طریق کانال‌های ۱۵-۶۰ میکرومتری اضافه می‌شوند. یک رنگ فلورسنت به‌نام رنگ نارنجی Rodamine B نیز استفاده می‌شود که با افزایش درجه حرارت شدت رنگ آن دستخوش تغییر می‌شود، این امر میکروروبات را به یک دماسنج مؤثر برای ناظر تبدیل می‌کند.

نانومیله‌های طلا به طول ۲۵-۹۰ نانومتر دارای خاصیت گرمایشی بوده که هنگام بمباران با نور لیزر باعث گرم شدن می‌شود. فقط چند میکرو ثانیه طول می‌کشد تا دمای روبات ۵ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد. این نانومیله‌ها را می‌توان تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد گرم کرد. از طریق فرآیند همرفت، روبات‌ها با حداکثر سرعت ۶۵ میکرومتر در ثانیه حرکت می‌کنند. تغییرات دمایی کوچک گاهی اوقات برای تأثیرگذاری بر فرآیند‌های سلولی کافی هستند.

محققان از سلول‌های کلیه استفاده کردند تا نشان دهند که کانال‌های یونی سلولی می‌توانند تحت تأثیر قرار گیرند. برای این کار، آن‌ها میکروب‌های TACSI را به سمت سلول‌ها هدایت کردند. فیلیپ هاردر توضیح می‌دهد: «ما از لیزر مادون قرمز برای افزایش دما استفاده کردیم. برای اندازه‌گیری افزایش دما، شدت تغییر رنگ Rhodamine B را اندازه‌گیری کردیم.»

این تیم مشاهده کرد که کانال‌های یونی سلول‌ها در دمای معینی باز می‌شوند، به‌عنوان مثال اجازه می‌دهد تا کلسیم وارد سلول شود.

پروفسور الدمن می‌گوید: «با استفاده از این فناوری، ما نشان دادیم که حتی با افزایش دمای اندک، گرما باعث تغییر در سلول می‌شود.»

او امیدوار است که با تحقیقات بیشتر روی این روبات‌ها بتوان از آن برای درمان بیماری‌ها و انتقال دارو به سلول‌های منفرد استفاده کرد.