Разработана технология производства более 100 медицинских микророботов в минуту, разлагаемых в организме

Исследовательская группа профессора Хонгсу Чоя из Департамента робототехники и мехатроники Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST) совместно с командой профессора Сон-Вона Кима из Сеульской больницы Святой Марии и группой профессора Брэдли Дж. Нельсона из ETH Zurich разработала технологию, позволяющую производить более 100 разлагаемых в организме микророботов в минуту.

Новый метод производства

Для преодоления ограничений существующего метода изготовления микророботов (двухфотонной полимеризации) команда DGIST создала метод, при котором смесь магнитных наночастиц и метакрилата желатина (биоразлагаемого и отверждаемого светом материала) пропускается через микрофлюидный чип. Это позволяет производить микророботов со скоростью 100 штук в минуту, что более чем в 10 000 раз быстрее традиционного метода.

Создание и управление роботом-носителем стволовых клеток

На поверхность изготовленного микроробота были помещены стволовые клетки, полученные из носовых раковин человека. В результате был создан робот, содержащий магнитные наночастицы внутри и несущий стволовые клетки снаружи. Движение робота к целевой точке контролируется с помощью внешнего магнитного поля в реальном времени, что было подтверждено в эксперименте с прохождением микроканала в форме лабиринта.

Разложение и функция доставки

Биоразлагаемость была проверена инкубацией робота с ферментом: через 6 часов микробот полностью распался, а магнитные наночастицы были собраны магнитным полем. Доставленные стволовые клетки пролиферировали на месте распада и успешно дифференцировались в нервные клетки примерно за 21 день.

Проверка функциональности

Для подтверждения, что доставленные клетки сохраняют нормальные электрофизиологические свойства, на поверхность микроробота помещали гиппокампальные нейроны эмбриона крысы. Через 28 дней культивирования на микроэлектродном чипе от этих нейронов регистрировались стабильные электрические сигналы, что подтвердило роль робота как эффективной платформы для доставки клеток.

Перспективы

Профессор Хонгсу Чой отметил: «Мы ожидаем, что разработанные технологии — массовое производство микророботов, точное управление с помощью электромагнитных полей, доставка и дифференцировка стволовых клеток — значительно повысят эффективность целевой прецизионной терапии».

Результаты исследования были опубликованы 23 июня в научном журнале Small.