دانشمندان یک روش تولید انبوه برای میکروربات زیست تخریب پذیر ابداع کردهاند که میتوانند پس از تحویل سلولها و داروها در بدن حل شوند.
به گزارش تک ناک، تیم پروفسور هونگسو چوی در دپارتمان مهندسی رباتیک و مکاترونیک در موسسه علوم و فناوری Daegu Gyeongbuk (DGIST) روشی را ابداع کردند که می تواند بیش از 100 میکروربات در دقیقه تولید کند که می توانند در بدن متلاشی شوند.
روشهای زیادی برای ساخت میکروربات زیست تخریب پذیر با هدف درمان دقیق هدفمند کم تهاجمی وجود دارد. محبوب ترین آنها فرآیند چاپ سه بعدی بسیار ظریف است که به روش پلیمریزاسیون دو فوتونی معروف است، که با تقاطع دو لیزر باعث پلیمریزاسیون در رزین مصنوعی می شود.
این تکنیک توانایی ایجاد ساختارهایی با دقت در سطح نانومتری را دارد. اشکال این است که زمان زیادی برای ایجاد یک میکرو ربات واحد صرف می شود زیرا وکسل ها، پیکسل هایی که با چاپ سه بعدی به دست می آیند، باید به طور متوالی مورد استفاده قرار بگیرند شوند. علاوه بر این، در طول فرآیند پلیمریزاسیون دو فوتونی، نانوذرات مغناطیسی موجود در ربات ممکن است مسیر نور را مسدود کنند. هنگام استفاده از نانوذرات مغناطیسی با غلظت بالا، نتیجه فرآیند ممکن است یکنواخت نباشد.
تیم تحقیقاتی پروفسور هانگسو چوی برای رفع محدودیتهای تکنیک فعلی تولید میکروربات، روشی را برای ایجاد میکرورباتها با سرعت بالای 100 در دقیقه با جریان دادن مخلوطی از نانوذرات مغناطیسی و متاکریلات ژلاتین زیست تخریبپذیر ایجاد کردند . این روش میتواند روی تراشه میکروسیال در مقایسه با رویکرد پلیمریزاسیون دو فوتونی موجود، ریزرباتها را بیش از 10هزار برابر سریعتر تولید کند.
سپس میکروربات تولید شده با این فناوری با سلول های بنیادی شاخک بینی انسان جمع آوری شده از بینی انسان برای القای چسبندگی سلول های بنیادی به سطح میکروربات کشت داده شد. از طریق این فرآیند، یک سلول بنیادی حامل یک میکروربات شامل نانوذرات مغناطیسی داخل و متصل به سطح بیرونی سلولهای بنیادی ساخته شد. ربات در حالی که نانوذرات مغناطیسی داخل آن به میدان مغناطیسی خارجی پاسخ میدهد حرکت میکند و میتواند به موقعیت دلخواه منتقل شود.
تحویل دارو به سلول انتخابی در روش درمان با سلول های بنیادی موجود دشوار بود. با این حال، میکروربات حامل سلول های بنیادی می تواند با کنترل میدان مغناطیسی تولید شده از سیستم کنترل میدان الکترومغناطیسی در زمان واقعی، به مکان مورد نظر حرکت کند. تیم تحقیقاتی آزمایشی را برای بررسی اینکه آیا میکروربات حامل سلول های بنیادی می تواند با عبور از یک میکروکانال با پیچ و خم زیاد به نقطه هدف برسد انجام داد . نتیجه این آزمایش موفقیت آمیز بود و تایید کرد که ربات می تواند به محل مورد نظر حرکت کند .
علاوه بر این، تجزیه پذیری میکروربات با انکوبه کردن سلول بنیادی حامل میکروربات با یک آنزیم تجزیه کننده ارزیابی شد. پس از 6 ساعت انکوباسیون، میکروربات کاملاً متلاشی شد و نانوذرات مغناطیسی داخل ربات توسط میدان مغناطیسی تولید شده از سیستم کنترل میدان مغناطیسی جمعآوری شد. سلول های بنیادی در محلی که میکروربات متلاشی شده بود، تکثیر شدند. متعاقباً، سلولهای بنیادی برای تأیید تمایز طبیعی به سلولهای عصبی القا شدند.
سلول های بنیادی پس از حدود 21 روز به سلول های عصبی تمایز داده شدند. این آزمایش تأیید کرد که تحویل سلولهای بنیادی به مکان مورد نظر با استفاده از یک میکروربات امکانپذیر است و اینکه سلولهای بنیادی تحویلشده میتوانند با نمایش تکثیر و تمایز به عنوان یک عامل درمانی دقیق هدفمند عمل کنند.
