Rastlinný hydrogél použitý na výrobu malých robotov, ktoré menia tvar
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 6. 11. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci vyvinuli hydrogél na rastlinnej báze na vytvorenie tvarovo meniacich sa navigovateľných malých robotov s potenciálnymi aplikáciami v biomedicíne, vrátane vykonávania lekárskych postupov, ako sú biopsie a dodávania terapeutického nákladu do buniek a tkanív.
Na rozdiel od pevných mikrorobotov sú mäkké mikroroboty šetrnejšie k tkanivu, pretože môžu ľahko prejsť alebo sa vtlačiť do biologických systémov. Výzva však spočíva vo vytvorení mäkkých mikrorobotov, ktoré dokážu vnímať svoje prostredie a prispôsobiť sa mu, a keďže ide o cudzie telesá, aby nespustili imunitnú odpoveď.
Britskí výskumníci z univerzity vo Waterloo vyvinuli biokompatibilný hydrogél na rastlinnej báze na vytvorenie navigovateľných mikrorobotov , ktoré sú schopné meniť tvar v reakcii na vonkajšie chemické podnety.
„V mojej výskumnej skupine spájame staré a nové,“ povedal Hamed Shahsavan, zodpovedajúci autor štúdie. „Predstavujeme mikroroboty vznikajúce využívaním tradičnej mäkkej hmoty, ako sú hydrogély, tekuté kryštály a koloidy“.
Drobné mäkké roboty s dĺžkou maximálne 1 centimeter sú vyrobené z pokrokových hydrogélových kompozitov, ktoré obsahujú udržateľné nanočastice celulózy získané z rastlín. Okrem toho, že materiál je biokompatibilný a netoxický, je samoliečivý, môže byť narezaný a potom zlepený späť bez lepidla alebo iných adhezív, aby sa vytvorili rôzne tvary na použitie v rôznych aplikáciách. Hydrogél mení tvar, keď je vystavený chemickej stimulácii. To umožňuje výskumníkom ľubovoľne orientovať celulózové nanočastice, a „naprogramovať“ zmenu tvaru robota, čo je dôležitá schopnosť pre mäkkého robota.
Výskumníci navrhli a otestovali dva malé roboty reagujúce na pH. Prvý bol schopný zachytiť, preniesť a uvoľniť sférický alebo nepravidelný mäkký biologický náklad vyvolaný pH. Druhý by mohol prenášať ľahký náklad cez bludisko pomocou diaľkovej navigácie pomocou magnetického poľa, ako je vidieť na videu na začiatku článku alebo priamo TU. Po dokončení bludiska spôsobí kyselina chlorovodíková, že sa robot rozvinie a vypustí náklad.
Vedci tvrdia, že povaha hydrogélu reagujúca na pH znamená, že mikroroboty majú potenciál na použitie v telesných orgánoch s vysokými prirodzenými hodnotami pH, ako aj schopnosť tolerovať kyslé pH prostredia, ako napríklad v močovom mechúre.
Výskumníci plánujú vylepšiť svoj dizajn pred jeho testovaním v reálnych aplikáciách, vrátane vývoja hydrogélovej formulácie so zlepšenými mechanickými vlastnosťami, ktoré by umožnili vyššiu nosnosť. Plánujú tiež miniaturizáciu robotov na veľkosť nanometrov na použitie v terapeutike alebo diagnostike.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Nature Communications.
