Istraživači sa Univerziteta u Tel Avivu razvili su hibridni mikrorobot, veličine jedne biološke ćelije (prečnika oko 10 mikrona), koji se može kontrolisati i kretati pomoću dva različita mehanizma – električnog i magnetnog. Mikrorobot je u stanju da se kreće između različitih ćelija u biološkom uzorku, razlikuje različite tipove ćelija, identifikuje da li su zdrave ili umiru, a zatim transportuje željenu ćeliju za dalje proučavanje, kao što je genetska analiza.
Mikrorobot takođe može da transfekuje lek i/ili gen u uhvaćenu ciljanu pojedinačnu ćeliju. Prema istraživačima, razvoj može pomoći u promovisanju istraživanja u važnoj oblasti analize jedne ćelije, kao i da nađe primenu u medicinskoj dijagnostici, transportu i skriningu lekova, hirurgiji i zaštiti životne sredine.
Inovativnu tehnologiju je razvio prof. Gilad Iossifon sa Fakulteta za mašinstvo i odseka za biomedicinsko inženjerstvo Univerziteta u Tel Avivu i njegov tim: postdoktorski istraživač dr Iue Vu i student Sivan Iakov, u saradnji sa dr Afu Fu, Postdoktorski istraživač, sa Tehniona, Izraelski tehnološki institut. Istraživanje je objavljeno u časopisu Advanced Science.
Profesor Gilad Josifon objašnjava da su mikroroboti (ponekad se nazivaju mikro-motori ili aktivne čestice) sićušne sintetičke čestice veličine biološke ćelije, koje se mogu kretati s mesta na mesto i obavljati različite radnje (na primer: prikupljanje sintetičkih ili bioloških tereta) autonomno ili putem eksterne kontrole od strane operatera.
Prema prof. Josifonu, „Razvijanje sposobnosti mikrorobota da se samostalno kreće inspirisano je biološkim mikro-plivačima, kao što su bakterije i ćelije sperme. Ovo je inovativna oblast istraživanja koja se brzo razvija, sa širokim spektrom upotreba u oblasti kao što su medicina i životna sredina , kao i istraživački alat .
Kao demonstraciju sposobnosti mikrorobota, istraživači su ga koristili za hvatanje pojedinačnih ćelija krvi i raka i jedne bakterije i pokazali da je u stanju da razlikuje ćelije sa različitim nivoima održivosti, kao što su zdrava ćelija, ćelija oštećena lekom, ili ćelija koja umire ili umire u prirodnom procesu „samoubistva“ (takva razlika može biti značajna, na primer, kada se razvijaju lekovi protiv raka).
Nakon što je identifikovao željenu ćeliju, mikrorobot ju je uhvatio i pomerio ćeliju tamo gde je mogla da se dalje analizira. Još jedna važna inovacija je sposobnost mikrorobota da identifikuje ciljne ćelije koje nisu obeležene—mikrorobot identifikuje tip ćelije i njeno stanje (kao što je stepen zdravlja) koristeći ugrađeni senzorski mehanizam zasnovan na ćelijskom jedinstvena električna svojstva.
Prof. Josifon kaže: „Naš novi razvoj značajno unapređuje tehnologiju u dva glavna aspekta: hibridni pogon i navigacija pomoću dva različita mehanizma — električnog i magnetnog. Pored toga, mikrorobot ima poboljšanu sposobnost da identifikuje i uhvati jednu ćeliju, bez potrebe za označavanjem, za lokalno testiranje ili vađenje i transport do eksternog instrumenta.Ovo istraživanje je sprovedeno na biološkim uzorcima u laboratoriji za in-vitro analize, ali je namera da se u budućnosti razvijaju mikroroboti koji će takođe rade unutar tela – na primer, kao efikasni nosači lekova koji se mogu precizno voditi do cilja.“
Istraživači objašnjavaju da je hibridni pogonski mehanizam mikrorobota od posebnog značaja u fiziološkim okruženjima, kao što je to u tečnim biopsijama. „Mikroroboti koji su do sada radili na osnovu električnog mehanizma za vođenje nisu bili efikasni u određenim sredinama koje karakteriše relativno visoka električna provodljivost, kao što je fiziološko okruženje, gde je električni pogon manje efikasan. Ovde je komplementarni magnetni mehanizam stupaju u igru, što je veoma efikasno bez obzira na električnu provodljivost okoline“.
Prof. Josifon zaključuje: „U našem istraživanju razvili smo inovativni mikrorobot sa važnim mogućnostima koje značajno doprinose ovoj oblasti: hibridni pogon i navigacija kroz kombinaciju električnih i magnetnih polja, kao i sposobnost da identifikuju, hvataju, i transportuju jednu ćeliju od mesta do mesta u fiziološkom okruženju.Ove mogućnosti su relevantne za širok spektar primena kao i za istraživanje.
„Između ostalog, tehnologija će podržati sledeće oblasti: medicinska dijagnostika na nivou jedne ćelije, uvođenje lekova ili gena u ćelije, genetsko uređivanje, nošenje lekova do odredišta unutar tela, čišćenje životne sredine od zagađujućih čestica, razvoj lekova, i stvaranje „laboratorije na čestici“ — mikroskopske laboratorije dizajnirane da vrši dijagnostiku na mestima dostupnim samo mikročesticama“.
