Głównym celem w kontekście wykorzystywania tego typu urządzeń jest precyzyjne dostarczanie leków czy też wykonywanie prostych zabiegów wewnątrz organizmu. Dotychczas najpopularniejszym sposobem na produkcję mikrorobotów było drukowanie ich z użyciem metody polimeryzacji dwufotonowej, wykorzystującej żywicę syntetyczną i wiązki laserów.
Czytaj też: Stworzony w laboratorium wariant koronawirusa zabił 80 procent myszy. Dlaczego to dobra wiadomość?
Dzięki takiemu podejściu do tematu można tworzyć struktury z nanometrową dokładnością, lecz istnieją też pewne wady. Wśród nich wymienia się przede wszystkim dużą ilość czasu potrzebnego na wykonanie pojedynczego robota. Poza tym, podczas procesu polimeryzacji dwufotonowej, nanocząstki magnetyczne znajdujące się w robocie mogą blokować dopływ światła. W przypadku wykorzystywania wysoko skoncentrowanych nanocząstek magnetycznych końcowa struktura może okazać się niewystarczająco jednolita.
Właśnie dlatego na szczególną uwagę zasługuje nowa metoda, zaprojektowana przez naukowców z Korei Południowej i Szwajcarii. Dzięki niej możliwe jest tworzenie nawet 100 mikrorobotów na minutę poprzez przepływ mieszaniny nanocząstek magnetycznych i biodegradowalnej żelatyny metakrylowanej, która może być utwardzona w obecności światła na układzie mikroprzepływowym. W porównaniu z obecnie stosowanymi technikami polimeryzacji dwufotonowej, ta opisywana zapewnia 10 000-krotny wzrost tempa produkcji.
Mikroroboty mogą być wykorzystywane do precyzyjnego dostarczania leków
W ramach dalszych badań mikrorobot był hodowany z ludzkimi komórkami macierzystymi pobranymi z nosa, co miało na celu doprowadzenie do przylegania komórek macierzystych do powierzchni urządzenia. W takich okolicznościach powstał mikrorobot zawierający nanocząstki magnetyczne wewnątrz i komórki macierzyste przyczepione do zewnątrz. Jego poruszanie się jest możliwe, ponieważ nanocząstki magnetyczne wewnątrz reagują na zewnętrzne pole magnetyczne, co ułatwia sterowanie urządzeniem.
Czytaj też: Profilowanie DNA to popularna technika umożliwiająca chwytanie przestępców. Jak działa?
Członkowie zespołu przeprowadzili nawet eksperyment mający na celu sprawdzenie, czy mikrorobot transportujący komórki macierzyste może dotrzeć do punktu docelowego, przechodząc przez mikrokanał w kształcie labiryntu. Próba zakończyła się sukcesem. Ważny wydaje się również fakt, że urządzenia te są biodegradowalne i do osiągniecia rozkładu wystarczyło zaledwie sześć godzin. Co więcej, udało się potwierdzić, iż dostarczenie komórek macierzystych do wybranego miejsca za pomocą mikrobotów było możliwe i mogą one posłużyć jako środek precyzyjnej terapii. O szczegółach przeprowadzonych badań możemy przeczytać na łamach Small.