Вход | Регистрация


Медицинские микророботы. Проблемы и перспективы применения

2020-06-25 12:24:32 | Автор: Алекс

Рубрика: Популярная наука



Неоднократно ученые заявляли о том, что готовы ввести в организм человека маленьких роботов. Однако с этим связанно много сложностей.

Медицинских роботов размером с клетку собираются использовать для лечения различных патологий. Они будут вести за собой клетки, отвечающие за защитную реакцию организма, в те места, где они больше всего необходимы, чтобы усилить иммунный ответ именно в этой зоне. Было предложено несколько вариантов проектирования роботов: полностью синтетических и биогибридных. Каждый из них заточен для решения конкретных проблем в теле человека.

Однако человеческий организм представляет собой разнообразные физические, химические и биологические барьеры для защиты от внешних воздействий, которые могут препятствовать эффективному и безопасному вмешательству микророботов.

Когда робот внедряется внутрь человеческого тела, подобно любому другому инородному материалу, он часто рассматривается как нарушитель, и для его устранения возникает иммунный ответ. Защитный механизм обусловлен неспецифическими (врожденными) и специфическими (адаптивными) реакциями, в которых участвуют разнообразные типы клеток. Эти клетки участвуют в защите не хаотично: их работа строго координирована, а сами они тесно связанных между собой. В первой линии - клетки врожденной иммунной системы, или макрофаги. Они распознают и нейтрализуют нарушителей- этот процесс называется фагоцитозом.

Макрофаги играют центральную роль в иммунной системе. Они неподвижно стоят в тканях, дожидаясь своего часа. Взаимодействие макрофагов с роботами активно изучается, поскольку они ответственны за быстрое удаление чужаков из кровообращения. Эффективность данного процесса зависит от химического состава поверхности, размера и формы нарушителя. Если меры, принимаемые этой защитой, недостаточны, то при взаимодействии с противником макрофаги используют химические компоненты чужака для вызова помощников - Т- и В-лимфоцитов. Они, в свою очередь, являются второй линией защиты и используют более эффективное и специфическое оружие, созданное для борьбы с конкретным противником.

На данный момент из различных предложенных форм микророботов самой удачной считается спиральная форма. Двигаются такие боты благодаря взаимодействию магнитных волн. Именно над этим типом роботов сейчас ставят больше всего экспериментов, связанных с взаимодействием с иммунной системой. Изучается все, начиная от количества витков спирали, заканчивая химическими примесями, которыми будет покрыт корпус бота.

В результате экспериментов лучший результат показала конструкция с такими показателями: длина тела = 25 мкм, диаметр = 6 мкм, количество витков = 5.

Тела ботов намагничивали путем напыления на них никелевой пленки толщиной 100 Нм, а затем золотой пленки толщиной 50 Нм с последующей окончательной обработкой полиэтиленгликолем (ПЭГ). Окончательная обработка ПЭГом направлена на минимизацию защитных реакций со стороны организма, за счет того, что ПЭГ обладает хорошей экранирующей способностью. Это позволило микроботам буквально выскальзывать из цепких лап макрофагов.

Управляться такие боты будут с помощью специальной магнитной установки с 5-ю вращающимися спиралями, для которой разработали собственное ПО в среде MATLAB.

Контролируемый иммунный ответ, вызванный с помощью таких микророботов, может быть направлен на опухоли, если заслать ботов в окрестности новообразований, потенциально увеличивая действие иммунного ответа. Однако для реализации такого проекта необходимо провести много опытов, чтобы убедится в безопасности данной технологии для человека. Оригинальная статья с подробностями графиками и видео.

Вы можете авторизироваться в системе или зарегестрироваться для того, чтобы рекомендовать статью на главной странице!

Наш Дзен-каналПодписывайтесь на наш Дзен-канал!

Случайные статьи рубрики

Новости партнёров

Комментарии (0)

Авторизируйтесь в системе или зарегестрируйтесь для того, чтобы оставить комментарий!


Комментарии отсутствуют!