ساخت میکروربات‌هایی که هم دارو رسان هستند و هم دماسنج!

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان ، گروهی از محققان در دانشگاه صنعتی مونیخ (TUM) میکرورباتی را توسعه داده‌اند که قادر به حرکت در سلول‌ها و تحریک سلول‌های منفرد است. برنا اوزکال الدمن استاد نانو و میکرورباتیک، پتانسیل‌های درمانی زیادی را برای این میکروربات‌ها متصور است. نتایج این تحقیق در مجله Advanced HealthCare Pathers منتشر شده است.

این میکروربات‌ها 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 ربات‌های کوچک توسط پروفسور برنا اوزکال الدمن اختراع شدند. او یک پلتفرم فناوری برای تولید این ربات‌ها در مقیاس بزرگ ایجاد کرده است. این ربات‌ها 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.

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

این ربات‌ها مبتنی بر «تراشه های 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 میکروربات 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 ربات ۵ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد. این نانومیله‌ها را می‌توان تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد گرم کرد. از طریق فرآیند همرفت، ربات‌ها 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 میکروربات‌های 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 ربات‌ها بتوان از آن برای درمان بیماری‌ها و انتقال دارو به سلول‌های منفرد استفاده کرد.