Инновационную технологию разработали профессор Гилад Йосифон из Школы машиностроения и факультета биомедицинской инженерии Тель-Авивского университета и его команда: исследовательница Юэ Ву и студентка Сиван Яков в сотрудничестве с исследователем-постдокторантом Афу Фу из Техниона, Израильского технологического института. Исследование опубликовали в журнале Advanced Science («Передовая наука»).
Профессор Гилад Йосифон объяснил, что микророботы (иногда называемые микромоторами или активными частицами) представляют собой крошечные синтетические частицы размером с биологическую клетку. Они могут перемещаться и выполнять различные действия, например, сбор синтетического или биологического материала, причём автономно или под управлением оператора.
По словам профессора, разработка способного двигаться автономно микроробота была вдохновлена биологическими «пловцами», такими как бактерии и сперматозоиды. Для демонстрации возможностей микроробота исследователи использовали его для захвата отдельных кровяных и раковых клеток и одной бактерии. И показали, что он способен различать клетки с разным уровнем жизнеспособности: клетку здоровую, повреждённую и погибающую. Такое различие важно, например, при создании противораковых препаратов.
После идентификации желаемой клетки микроробот захватил её и переместил туда, где её можно было бы дополнительно проанализировать. Другим важным нововведением является способность микроробота идентифицировать клетки-мишени, которые не помечены. Микроробот определяет тип клетки и степень её здоровья, используя встроенный механизм, основанный на уникальных электрических свойствах клетки.
Наша новая разработка значительно развивает технологию в двух основных аспектах: гибридное движение и навигация с помощью двух различных механизмов — электрического и магнитного. Кроме того, микроробот обладает улучшенной способностью идентифицировать и захватывать отдельную клетку без необходимости маркировки для локального тестирования или извлечения и транспортировки на внешний инструмент. Это исследование проводилось на биологических образцах в лаборатории для анализа в пробирке. Но в будущем планируем создать микророботов, которые также будут работать внутри организма — например, в качестве эффективных носителей лекарств
— Гилад Йосифон, профессор, Тель-Авивский университет.
Микророботы, которые прежде двигались на основе электрического направляющего механизма, были неэффективны в определённых средах. В таких случаях как раз вступает в действие дополнительный магнитный механизм, который очень эффективен независимо от электропроводности окружающей среды.
Сферы применения новинки — медицинская диагностика на уровне отдельной клетки, введение лекарств или генов в клетки, генетическое редактирование, доставка лекарств по назначению внутри организма, очистка окружающей среды от загрязняющих частиц, разработка лекарств и создание «лаборатории на частице» для проведения диагностики в местах, доступных только для микрочастиц.
