Istraživački tim predvođen profesorom Hongsoo Choi-om iz DGIST-a na Odseku za robotiku i mehatroniku, razvio je mikrorobot sposoban da formira neuronske mreže i deli hipokampalna tkiva u in vitro okruženju u ex vivo stanju.
Kroz zajedničko istraživanje sa timom koji vodi dr Jongcheol Rah iz Korea Brain Research Institute, potvrđena je mogućnost analize strukturno i funkcionalno povezanih neuronskih mreža pomoću mikrorobota u in vitro okruženju tokom isporuke i transplantacije ćelija. Rad je objavljen u časopisu Advanced Materials, a očekuje se da će rezultati istraživanja biti primenjeni u različitim oblastima, uključujući neuronske mreže, proizvode za ćelijsku terapiju i regenerativnu medicinu.
Proizvodi za ćelijsku terapiju i tehnologija isporuke ćelija su razvijeni da regenerišu nervne ćelije oštećene bolestima; poslednjih godina, različite tehnologije koje uključuju mikrorobote sposobne za preciznu, minimalno invazivnu isporuku ćelija dobijaju priznanje. Prethodne studije o isporuci ćelija i vezama neuronske mreže pomoću mikrorobota su samo potvrdile strukturne i funkcionalne veze ćelija na ćelijskom nivou.
Istraživački tim na čelu sa profesorom Čojem koristio je mikrorobote u kojima se veza neuronske mreže može praktično primeniti. Ova tehnologija je koristila mikrorobote da bi omogućila analizu neuronskih mreža funkcionalno povezanih u ex vivo okruženju i isporuku ćelija; za sprovođenje eksperimenta korišćeno je moždano tkivo laboratorijskog miša.
Istraživački tim je prvo pričvrstio superparamagnetne nanočestice oksida gvožđa na glavne nervne ćelije hipokampusa laboratorijskog miša da bi proizveo Mag-Neurobot u trodimenzionalnom sfernom obliku. Magnetne nanočestice su pričvršćene na spoljašnjost robota tako da se robot može pomeriti na željenu lokaciju reagujući na spoljna magnetna polja. Bezbednost je potvrđena i testom biokompatibilnosti, u kojem magnetizam robota nije uticao na rast nervnih ćelija.
Istraživački tim je postavio mikrorobota u deo tkiva hipokampusa miša putem kontrole magnetnog polja. Kroz imunofluorescentno bojenje, tim je primetio da su ćelije u mikrorobotu i ćelije u delu tkiva hipokampusa strukturno povezane preko neurita.
Pored toga, korišćen je niz mikroelektroda (MEA) da stimuliše nervne ćelije u mikrorobotu da bi se utvrdilo da li nervne ćelije koje je isporučio mikrorobot pokazuju tipične elektrofiziološke karakteristike. Potvrđeno je da se električni signali obično propagiraju kroz nervne ćelije unutar odseka tkiva hipokampusa.
Shodno tome, istraživački tim je potvrdio da nervne ćelije koje isporučuje mikrorobot mogu funkcionalno da formiraju ćelije i neuronske mreže unutar dela tkiva hipokampusa kod laboratorijskog miša. Pored toga, tim je pokazao da mikrorobot može da obavlja ulogu isporuke nervnih ćelija i formiranja veštačkih neuronskih mreža.
Dr Choi iz DGIST-a je rekao: „Dokazali smo da mikrorobot i nervno tkivo mozga miša mogu biti funkcionalno povezani putem elektrofiziološke analize.“
„Očekuje se da će tehnologija razvijena u ovoj studiji biti korišćena za verifikaciju precizno ciljanog tretmana u oblastima neuroloških poremećaja i ćelijske terapije.“
