Miniaturní lékaři: Vědci vyvinuli medicínské mikroroboty na rostlinné bázi
Budoucnost řady oborů, medicínu nevyjímaje, se upíná k miniaturizaci. Velký krok kupředu ve vývoji robotů, kteří by jednou mohli provádět drobné operace, přinášejí nově objevené rostlinné materiály
Miniaturní roboti umějí opravovat tkáně či dopravit léčivo nebo konkrétní molekuly přesně do cílového místa. (ilustrace: Shutterstock)
K zásadním problémům moderní medicíny patří doručení léku přesně na místo v těle, kde je opravdu potřeba. Tradičně používaná metoda, kdy se látka dostává do krve skrz žaludek nebo se vpichuje přímo do žíly, je velmi nepřesná a například u chemoterapie bývají zdravé buňky často usmrceny spolu s nádorovými. Miniaturní nosiče by však dokázaly vpravit potřebnou molekulu přímo do zacílené oblasti.
Jak postavit mikrorobota?
Jelikož se mimořádně perspektivní výzkum zatím nachází v plenkách, přibývají nová zjištění a objevy takřka denně. Jeden z významnějších úspěchů si připsali vědci z University of Waterloo v kanadském Ontariu, kteří se zaměřili na materiál vhodný pro výrobu lékařských mikrorobotů – tedy přístrojů větších než nanoboti. Výsledkem se stal pokročilý hydrogel obsahující částice z rostlinné celulózy, jenž se dá využít k vytváření těl malých robotů.
Jeho hlavní výhoda spočívá v tom, že dokáže téměř libovolně měnit svůj tvar na základě změn okolního prostředí: Vlákna rostlinné celulózy se totiž mohou ohýbat různými směry. Výzkumníci navíc mohou materiál rozřezat a znovu slepit bez použití lepidel. Jinými slovy se vlákna umějí sama zregenerovat.
V bludišti tkání
„V naší výzkumné skupině propojujeme staré a nové,“ popisuje Hamed Shahsavan, který na zmíněné univerzitě vede laboratoř chytrých materiálů pro pokročilé technologie. „Vyvíjíme nové mikroroboty s využitím tradičních měkkých látek, například hydrogelů, tekutých krystalů a koloidů.“ Díky tomu se miniaturní zařízení mohou snadno pohybovat například v lidském těle a dopravovat do cíle lehký materiál nebo třeba provádět odběry.
„Živé stroje“ měřící maximálně centimetr nejsou nijak toxické a organismus je dobře přijímá. Zatím však nemají vlastní pohon. Aby se tedy prokutaly bludištěm tkání, manévrují s nimi vědci pomocí magnetického pole. Jak připomíná Shahsavan: „Řešení mnoha velkých výzev v oblasti mikrorobotiky vyžaduje dovednosti a znalosti z řady oborů, ať už jde o přenos tepla a hmoty, mechaniku tekutin, reakční inženýrství, či vědy o měkkých látkách a polymerech nebo biochemických systémech. Máme tedy jedinečnou výchozí pozici pro zavedení inovativních cest v tomto nově vznikajícím oboru.“
