Медицина
Технології
Медицина
Технології

Магнітне поле та ультразвук змусили рій мікророботів рухатися проти течії

Швейцарські вчені розробили технологію, що дає змогу просувати рій мікророботів кровоносними судинами проти течії крові. Вона полягає у застосуванні магнітних частинок, магнітного поля та ультразвуку, і показала ефективність у попередніх дослідах на моделях кровоносних судин. Винахід детально описаний у журналі Nature Machine Intelligence.

ETH Zurich

ETH Zurich

Над чим працювали вчені?

Дослідники вже давно говорять про час, коли в медицині стануть звичайним явищем мікророботи. Можливо, вони циркулюватимуть в наших кровоносних судинах та допомагатимуть боротися зі збудниками й стежити за параметрами здоров'я, доставлятимуть ліки, встановлюватимуть стенти й здійснюватимуть точні біопсії. Частіше мікророботи рухаються в організмі пасивно, але іноді ними можна керувати за допомогою звукових хвиль чи магнітів. Так вчені нещодавно змогли просунути по кишечнику миші мікророботів за допомогою магнітного поля. Але ці методи керування дотепер не працювали з мікророботами, якщо їм необхідно рухатися проти течії, наприклад, у кровоносних судинах. Та науковці зі Швейцарської вищої технічної школи запевняють, що знайшли спосіб це виправити.

Що вони зробили?

Дослідники почали зі створення крихітних магнітних кульок з оксиду заліза та полімеру, що мають діаметр усього три мікрометри. Вчені передбачають, що їх можна буде навантажувати різними фармацевтичними речовинами, які вони матимуть змогу переносити до необхідного місця в організмі. Але в такому разі їм необхідно долати потік крові.

Щоб змоделювати подібну ситуацію, винахідники помістили мікророботів у трубку діаметром 150-300 мікрометрів. Вона була наповнена рідиною, що тече в одному напрямку. Цією конструкцією вчені мали на меті зімітувати умови в кровоносній судині пухлин.

Що вийшло в результаті?

Далі дослідники піддали рій мікророботів дії магнітного поля, що змусило їх згуртуватися у скупчення шириною близько 15-40 мікрометрів. Потім вчені вплинули на мікророботів ультразвуком специфічної частоти, і цим скерували скупчення ближче до стінки трубки, де течія повільніша. Щоб, власне, змусити частинки рухатися у протилежному до течії напрямку, науковці перейшли до застосування обертального магнітного поля.

Рій мікророботів опирається течії у трубці. ETH Zürich / Youtube

Дослідники вважають, що їхні технологія може добре спрацювати й в умовах живого організму, оскільки як магнітне поле, так і ультразвук добре проходять через тканини тіла. Вони сподіваються, що їхній винахід колись допоможе усувати тромби в судинах та доставляти ліки проти раку в пухлини. Далі вони планують перевірити метод керування роєм мікророботів на кровоносних судинах тварин.