Mikro kapsül robot: vücuda ilaç salabilir!
Kılavuz
Son zamanlarda, Güney Kore'deki Daegu Kyungbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü Mikro Robot Araştırma Merkezi ve Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü (DGIST-ETH) liderliğindeki bir araştırma ekibi, hücreleri ve ilaçları kapsülleyerek insan vücuduna salabilen bir mikro kapsül robot geliştirdi. Hedef bölge.
arka fon
Bugün, küresel sağlık hizmetleri pazarında ve tıbbi ekipmanlarda, yenilikçi teknolojilerin gelişimi, özellikle yüksek teknolojili mikro tıbbi robotlar alanında durmadı ve hızlanıyor. İlk önce klasik mikro robot durumlarını inceleyelim:
1) İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Lozan ve ETH Zürih'teki bilim adamları, bakterilerin hareketinden esinlenerek yeniden yapılandırılabilir bir mikro robot tasarladılar. Elektromanyetik alanın uzaktan kumandası altında insan vücudunda hareket edebilir ve ilaç veya ameliyat yapabilir.
(Resim kaynağı: Selman Sakar)
2) Kaliforniya Üniversitesi, San Diego'daki mühendisler, kanda yüzebilen ve zararlı bakterileri ve ürettikleri toksinleri giderebilen, ultrasonla güçlendirilmiş minyatür bir robot geliştirdiler.
(Fotoğraf kredisi: Esteban-Fernández de Ávila / Science Robotics)
Bugün, vücudun belirli bölgelerine ilaç veya hücre salabilen minyatür bir robota odaklanalım. Şu anda, hücreleri ve ilaçları serbest bırakmak için kullanılan mikro robotların çoğu, robotun dış yüzeyine çeşitli şekillerde yerleştirilecek; hücreler veya ilaçlarla karıştırılarak biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler halinde üretilecekler. Ortadan kaldırın, bu hücreler veya ilaçlar serbest bırakılacak; hücreleri ve ilaçları serbest bırakmak için manyetik parçacıklar halinde geliştirilirler.
Ancak bu tip robotun kısıtlılığı, robot insan vücudunda çalışırken, hücrelerin ve ilaçların dış ortamdan etkilenmesi ve kaybolmasıdır.
Yenilikçilik
Bu sınırlamayı aşmak için, yakın zamanda, Güney Kore Daegu'daki Kyungbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü Mikro Robot Araştırma Merkezi direktörü Profesör Hongsoo Choi ve Zürih'teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü (DGIST-ETH) liderliğindeki bir araştırma ekibi, hücreleri kapsülleyebilen bir mikro kapsül robot geliştirdi. Ve ilaç ve vücudun hedef kısmına sal. Geleneksel yöntemlerden farklı olarak mikro robotlar hücre ve ilaçları dışarıya koymaz, ancak kapakları açılıp kapatılabilir.
(Resim kaynağı: DGIST)
Bu araştırma, Profesör Choi'nin araştırma ekibi, Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümü profesörü Cheil Moon'un araştırma ekibi ve Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Bradley J. Nelson'un araştırma ekibinin ortak çabaları altında gerçekleştirildi. 9 Mayıs'ta, bu araştırmanın sonuçları biyomateryaller alanında uluslararası "Advanced Health Care Materials" dergisinde yayınlandı. Bu araştırma aynı zamanda Kore Bilim ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı ve Kore Ticaret, Sanayi ve Enerji Bakanlığı tarafından da desteklenmiştir.
teknoloji
Profesör Choi, mikro kapsül robotun kapak şeklinde bir yapı ve bakteri kuyruğunu taklit eden bir tahrik sistemi kullandığını söyledi. İlki, hücreleri ve ilaçları kapsüllemek veya serbest bırakmak için mikro robotun kafasını kapatmak veya açmak için kullanılır; ikincisi, mikro robotun hareketini yürütmek için kullanılır.
(Resim kaynağı: DGIST)
Araştırma ekibi, üç boyutlu bir lazer litografi sistemi kullanarak üç boyutlu bir polimer yapısı geliştirmek için mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) teknolojisini kullandı. Ek olarak, manyetik malzeme nikel (Ni) ve biyouyumlu malzeme titanyum (Ti) mikrokapsül robotun yüzeyinde biriktirilir, böylece harici bir manyetik alan tarafından kontrol edilirler.
Manyetik alan kullanan bir mikro kapsül robotu içeren bir deneyde, onlarca mikrometrelik parçacıklar bir "alma ve atma hareketi" ile taşınır. Ek olarak, biyouyumluluk deneylerinde, gerçek koku alma reseptör nöronlarını (ORN) kapsülleyerek canlı hücreleri başarıyla doğru konuma saldılar.
(Resim kaynağı: DGIST)
Araştırma ekibi tarafından geliştirilen mikro kapsül robot, hücreleri veya ilaçları içerir ve bunları bir sıvı girdap yoluyla herhangi bir hedef konuma bırakır. Böylelikle dış ortamda hücre veya ilaç kaybını en aza indirerek doğru salınımını sağlayabilirler.
değer
Bu araştırmanın, ilaçların, retina dejenerasyonu gibi hastalıkları tedavi etmek için gözler veya beyin gibi insan bölgelerindeki düşük akışlı sıvılarda hareket etmesine izin vermesi bekleniyor.
Choi şunları söyledi: Mikro kapsül robotlar kullanılarak hücreler ve ilaçlar, istenen yerde kapsüllenip serbest bırakılabilir, böylece hücre ve ilaçların dış çevresel etkilerden kaynaklanan kaybı ve denatürasyonu önlenir. Daha fazla araştırma yapmaya devam edeceğiz, Gelecekte çeşitli tıbbi uygulamaları sağlamak için. "
Anahtar kelime
Robotik, tıbbi, MEMS
Referans
[1] https://en.dgist.ac.kr/site/dgist_eng/menu/508.do?siteId=dgist_engsnapshotId=3pageId=429cmd=readcontentNo=37221
[2] Cheil Moon, Bradley J. Nelson, Hongsoo Choi, ve diğerleri, "Hedefli İlaç ve Hücre Dağıtımı için PickandDrop Motion ile A CapsuleType Microrobot," Advanced Healthcare Materials Mayıs 2018.
