Minijaturni roboti u službi medicine

RTS 14.07.2017 08:41
Minijaturni roboti u službi medicine


Zamislite mašinu mikroskopskih razmera koja može da „plivaˮ kroz krvne sudove u pravcu obolelih ćelija, i tamo zatim oslobodi potrebnu dozu leka. Takva mašina bi mogla da ciljano uništava maligne ćelije, spreči srčani udar ili čak obavi neku delikatnu operaciju u unutrašnjosti oka.



Naravno, takav medicinski podvig još nije moguć, ali naučnici već kreiraju minijaturne robote, tzv. mikroplivače, koji će uskoro moći da obavljaju sve te funkcije.

Roboti koje naučnici žele da rasporede u ljudskom telu manji su od jednog milimetra (0,04 inča). Najkrupniji modeli su veliki poput nekoliko zrna soli, ali oni najmanji se mogu videti samo mikroskopom.

Ljudsko telo se sastoji uglavnom od tečnih materija: krv, spinalna tečnost i druge tečnosti čine od 60 do 65 procenata zapremine ljudskog tela. Da bi se lako prilagodili takvom okruženju, roboti moraju da plivaju. Takođe, treba da prođu i kroz najmanje krvne sudove. Trebalo je pronaći prave materijale i forme ‒ bilo je teško, ali ne i nemoguće. Naučnici su se zalagali za ostvarenje te vizije tokom protekle decenije.
„Mikroroboti mogu da dođu do mesta koja su većim robotima nepristupačnaˮ, kaže Dejvid Kapileri, stručnjak za mikrorobotiku na Univerzitetu Perdu (SAD), i ističe da zahvaljujući tananoj strukturi mogu da postignu mnogo veću preciznost.

Kopiranje prirodnih mikrooblika

Poseban problem predstavljalo je kretanje mikrorobota jer se „plivanje" mikročestica odvija pod drugačijim fizičkim uslovima. „Ako biste se smanjili do veličine mikrorobota i skočili u bazen vode, vodu ne biste osećali kao vodu, već kao gusti medˮ, objasnio je Bredli Nelson, robotičar na Federalnom institutu za tehnologiju u Cirihu. Nelson je zato posmatrao kako se kreću neki od najmanjih „plivača" u prirodi: jednoćelijski oblici života.

Inspiraciju za dizajn pronašao je u vrsti parazita ‒ protozoi Tripanosoma brucei, koja pliva kroz krvotok menjajući oblik, što joj pomaže da se kreće od jednog dela tela do drugog. Nelson je shvatio: ukoliko bi menjali oblik, mikroroboti bi mogli da vrše različite funkcije u raznim delovima tela ‒ da isporučuju lekove ili prave mikroskopske popravke u krvnim sudovima očiju. Zato je za njihovu izradu koristio gel koji sa promenom temperature može da postane kratak i naduven ili dugačak i tanak kao igla.

Mikroroboti od metala

Još jedan problem u kreiranju mikrorobota predstavljalo je napajanje ‒ roboti su suviše mali da bi nosili motor ili bateriju, objašnjava mašinski inženjer Min Jun Kim sa Univerziteta Dreksel. Njegov tim je koristio magnete da bi rešio problem snage. Mikrorobote su napravili od magnetnih perlica koje se jedva mogu videti bez mikroskopa. Od materijala su koristili metal.

Povećanjem ili smanjenjem snage magneta, Kim može narediti robotu da pliva brže ili sporije, levo ili desno. On kaže da površine tih perli mogu biti premazane lekovima. Kada mikrorobot npr. dođe do tumora, lanac se može razbiti na više delova kako bi širio svoj lek za ubijanje raka.

Izazovi ostaju

Neki mikroroboti su već kreirani, ali naučnici će verovatno morati da savladaju brojne prepreke pre nego što ih primene u medicini. Ostalo je da saznaju koliko su takvi uređaji bezbedni i kako se, nakon što obave određenu operaciju, mogu ukloniti iz organizma. Zasad planiraju da ih testiraju na miševima. Ti testovi će im pomoći da se uvere da materijali nisu toksični.

Uprkos svim izazovima, naučnici smatraju da je ovo uzbudljivo vreme kada se nanotehnologija može na razne načine primeniti u biomedicini.



Izvor



Dodaj komentar
  Anonimni komentar
Ime:
Lozinka:
  Zapamti me na ovom računaru

Naslov:
Pošalji mi svaki odgovor na moj komentar
Pošalji mi svaki novi komentar na ovaj članak