Орігамі-мікроботи попливуть на магнітних джгутиках

Швейцарські вчені розробили метод створення м'яких мікроботів з програмованими рухливістю і формою. Технологію розраховують застосовувати для проведення мінімально інвазивних хірургічних операцій. Звіт про роботу опубліковано в журналі.

Ідею конструкції своїх мікроботів співробітники Федеральної політехнічної школи в Лозанні і Швейцарської вищої технічної школи Цюріха почерпнули біля рухомих живих клітин (наприклад, збудника сонної хвороби), які можуть змінювати морфологію і тип руху залежно від умов середовища.

Для створення пристроїв вчені використовували багатошарову гідрогелеву конструкцію з біосумісних полімерів. Підтримувальний шар виготовлений мікролітографією з поліетиленглікольдіакрилата (PEGDA) з магнітними наночастинками. Перед фотополімерізацією наночастинки орієнтували в певному напрямку постійним магнітним полем. Після цього накладали шар N-ізопропілакриламіду (NIPAAm), що змінює свій обсяг під дією температури. Наночастинки в ньому вибудовували в площині, перпендикулярній підтримувальній платівці. У фіналі до мікроботів приєднували одношаровий полімерний джгутик з косою орієнтацією магнітних наночастинок.

Така анізотропна магнітна архітектура дозволила авторам роботи складати пристрої за принципом орігамі, забезпечувати різні їхні рухи і керувати формою за допомогою магнітних полів і нагрівання лазерним випромінюванням ближнього інфрачервоного діапазону (довжина хвилі 808 нанометрів).

Однією з важливих особливостей підходу дослідники називають його універсальність. "Наш новий метод виробництва дозволяє протестувати ряд форм і їх поєднань, необхідних для найкращої рухливості мікробота при виконанні конкретного завдання. Також ми змогли поліпшити розуміння того, як мікроорганізми рухаються в організмі людини, адаптуючись до змін мікросреди ", - сказав один з авторів роботи Селман Сакар (Selman Sakar).

В даний час мікроботи знаходяться в стадії подальшої розробки. За словами Сакара, необхідно врахувати ще безліч факторів, в першу чергу безпеку їх застосування у пацієнтів. У перспективі вчені розраховують пристосувати технологію для проведення малоівазивних втручань, таких як видалення перешкод кровотоку в судинах.