Биоинженеры создали ракету, которая путешествует по кровеносным сосудам

Биоинженеры создали ракету, которая путешествует по кровеносным сосудам

Фото: Lidai Wang et al. / Light: Science & Applications, 2020.

В Городском университете Гонконга биоинженеры напечатали микроракету с тремя соплами. Новый микроробот оказался рекордно быстрым: преодолевает 2,8 миллиметра в секунду. Вооружившись фотоокустическим микроскопом, ученые проследили, как микроракета путешествует по резиновому сосуду с кровью, а потом -  по ткани мышиного уха. О прорыве в науке рассказали в журнале Light: Science & Applications.

Ученые создают микророботов, которые быстро доставят лекарство в больное место или проведут диагностику внутри пораженного органа. То есть лекарство, которое плохо влияет на почки, но лечит легкие, смогут отправить сразу в легкие, а почки - миновать. Микророботов уже используют для доставки лекарств и лечения опухолей в желудке, кишечнике и подкожной ткани. Однако роботов хотят улучшить, в том числе сделать быстрее.

Микророботам сложно двигаться в крови, ведь она вязкая и быстротекущая. Все равно что паруснику плыть против течения. Относительнро быстро по крови путешествуют лишь микророботы с технологией химического движения. Однако их заправляют химическими веществами, которые для крови токсичны. Применять их можно в искусственных условиях, а на человеке – опасно. А вот магнитных микророботов считают безопасными. Ими гораздо легче управлять, но движутся они настолько медленно, что не справляются в потоке крови. Их опережают микророботы, которые передвигаются за счет света. Форма этих устройств ассиметрична, поэтому, когда микроробота облучают светом, с разных сторон он нагревается по-разному. Появляется эффект термофореза, то есть тело движется из горячей зоны туда, где прохладнее.

Для слежки за микророботом придумали метод фотоакустической томографии. Ли Дай Ван и его коллеги из Городского университета Гонконга напечатали микроракету с тремя соплами, чтобы увеличить эффективность движения на основе света. Микророботов отправили в модельные резиновые сосуды с глицерином и бычьей кровью, а также в ухо мыши, которой сделали анестезию. Оказалось, что ракета способна разогнаться до 2,8 миллиметра в секунду и вращаться со скоростью 138 градусов в секунду.

Ракету покрыли золотом, а лазерное излучение с длиной волны в 532 нанометра показало, где именно находится микроракета в сосуде. Попадая на микроракету, излучение вызывало акустические сигналы, которые, соприкасаясь с золотом, значительно изменялись. То есть был резкий контраст между сигналами, которые касаются микроракеты и самого сосуда.

Под лазерным излучением в 808 нанометров золото выделяло тепло. В основании микроракеты золота больше, поэтому основание нагрелось сильнее, это и вызвало термофорез. В 50-процентном растворе глицерина под излучением 808-нанометрового лазера микроракета за секунду преодолела 777,4 микрометра. 50-процентный раствор глицерина по вязкости (4,21 микропаскаль на секунду) близок к вязкости человеческой крови (3-4 микропаскаль на секунду). При увеличении мощности лазера с 1 ватта до 1,5 ватт средняя скорость микроробота стала больше: 2,8 миллиметра в секунду и за секунду проходила расстояние в 62 раза длиннее, чем сама микроракета.

Ученые опасались, что ткани сосуда в живом организме ослабят лазерное излучение, поэтому отправили микроракеты в ткань мышиного уха. Контраст был еще больше, то есть найти микроракету стало легче.

В июне 2015 года "КП в Украине" рассказывала о миниатюных роботах, которых ученые создали с помощью сперматозоидов, а месяцем позже – о рыбороботах, которые ищут и нейтрализуют токсины в воде.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Новый наноматериал "склеивает" раны

Украинские ученые создают технологию, которая будет полезна и строителям, и врачам.

Чтобы не пропустить все самое важное и интересное, подписывайтесь на нас в соцсетях

Политика

Президент Литвы предложил Лукашенко антикризисный план
Президент Литвы предложил Лукашенко антикризисный план 227 3

Гитанас Науседа готов стать посредником, чтобы наладить ситуацию в Беларуси.

Зеленский утвердил празднование Дня Независимости: парада снова не будет
Зеленский утвердил празднование Дня Независимости: парада снова не будет 156

Мероприятия запланированы с учетом карантинных мер.

Минские силовики задержали украинских волонтеров с Донбасса
Минские силовики задержали украинских волонтеров с Донбасса 300 2

Константин Реуцкий и Евгений Васильев занимались помощью пострадавшим на Донбассе.

Экономика

Ощадбанк отстоял право на марку “Сбербанк”: суд вынес решение
Ощадбанк отстоял право на марку “Сбербанк”: суд вынес решение 205

Дочка российского банка теперь не может называться “Сбербанк” на территории Украины.

Курс валют на сегодня: доллар и евро резко упали
Курс валют на сегодня: доллар и евро резко упали [инфографика] 390

Гривна стала на пут укрепления.

Заплати и спи спокойно: 5 налоговых новшеств осени
Заплати и спи спокойно: 5 налоговых новшеств осени 1535

Изменения коснутся айтишников, таксистов, владельцев земельных паев, квартир и автомобилей.

Общество

Центр общественного здоровья: В Одесской области подтвердили случай сибирской язвы
Центр общественного здоровья: В Одесской области подтвердили случай сибирской язвы 61

Появился результат анализа.

Бумажные паспорта в Украине скоро исчезнут
Бумажные паспорта в Украине скоро исчезнут 457 2

Привычные "книжечки" перестанут выдавать и постепенно заменят на пластиковые карты.

Google превратил смартфоны Android в сейсмографы: предупреждают о землетрясениях и советуют, как выжить
Google превратил смартфоны Android в сейсмографы: предупреждают о землетрясениях и советуют, как выжить 96

11 августа сбор данных о землетрясениях запустили в тестовом режиме по всему миру.