Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

 

НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей

Умные микроводоросли доставят лекарства в ткани организма

Умные микроводоросли доставят лекарства в ткани организма

Исследователи разработали биогибридных микророботов, модифицировав микроводоросли с помощью специального магнитного покрытия. Эти «микроплавунцы» практически полностью сохранили свою скорость даже в условиях сильного ограничения, а в вязкой среде их скорость снижалась лишь незначительно.

 

Эта технология открывает путь к многочисленным применениям, в частности, к адресной доставке лекарств. Биогибридные микророботы вызывают все больший интерес в робототехнике благодаря своей двигательной способности, которая стала возможной благодаря интеграции биологических элементов. Они модифицируются путем встраивания различных микро- и наноматериалов, что позволяет осуществлять универсальное управление в самых разных контекстах, например, при навигации внутри биологических тканей. Например, инженеры разработали магнитотактические бактерии, способные доставлять целевые противораковые препараты.

 

Модифицированные сперматозоиды, управляемые магнетизмом, также были протестированы в минимально инвазивных протоколах для борьбы с бесплодием. Совсем недавно внимание исследователей привлекла одноклеточная микроводоросль Chlamydomonas reinhardtii (CR), которая отличается удивительной способностью плавать, чувствительностью к свету и биосовместимостью. Оснащенная двумя передними жгутиками, похожими на хлысты, эта клетка может развивать скорость, в 20-25 раз превышающую ее длину в секунду.

 

Не обладая генотоксической активностью, она особенно хорошо подходит для применения в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Ее автофлуоресценция в сочетании с относительно длительным временем пролиферации отличает ее от других клеток, используемых в гибридной микроробототехнике. Однако, несмотря на то, что магнитное управление стало наиболее распространенным методом наведения, его применение для микроводорослей остается ограниченным из-за ряда факторов. В частности, неизвестно, как добавление магнитных частиц или покрытий может повлиять на их способность плавать — особенно в замкнутых средах, таких как биологические микрососуды. Кроме того, низкая эффективность биогибридизации может повлиять на управляемость роя в целом.

 

Команда из Института интеллектуальных систем Макса Планка (MPI-IS) в Штутгарте (Германия) разработала метод, который позволяет микроводорослям сохранять подвижность, несмотря на добавление магнитного покрытия. «Мы планируем использовать этих микророботов в сложных, маленьких и очень ограниченных средах, таких как ткани», — объясняют исследователи в пресс-релизе. «Наши результаты открывают путь для таких применений, как адресная доставка лекарств, предлагая биосовместимое решение для медицинского лечения, с многообещающим потенциалом для будущих инноваций в биомедицине и за ее пределами», — добавляют они.

 

Результаты работы опубликованы в специализированном журнале Matter. Почти неизменная скорость движения Немецкие исследователи разработали метод функционализации поверхности клеток микроводорослей, внедрив в них магнитный материал, что позволяет внешне контролировать их траекторию. Для этого клетки покрыли тонким слоем хитозана — природного полимера, улучшающего адгезию, — в сочетании с магнитными наночастицами.

 

Направление задается магнитным полем, создаваемым системой катушек и постоянных магнитов. Биогибридизация достигла эффективности 95,9% всего за несколько минут. Чтобы оценить их плавательные способности, ученые протестировали микророботов в жидкости с низкой вязкостью, близкой к воде, а затем в среде, напоминающей слизь. Их также направляли через трехмерную сеть микроцилиндров, имитирующую узкое пространство диаметром примерно в три раза больше самих клеток. Несмотря на дополнительную нагрузку, микророботы сохранили почти прежнюю скорость. В воде они двигались со средней скоростью 115 микрометров в секунду, что примерно в 11,5 раз превышает длину их тела за секунду — результат, значительно превосходящий предыдущие биогибридные модели на основе микроводорослей. Для сравнения, олимпийский пловец обычно развивает скорость около 1,4 длины тела в секунду. Высокий потенциал для навигации в ограниченных пространствах Эксперименты также показали, что роботы способны перемещаться по микроканалам в зависимости от их диаметра и приложенного магнитного управления. Без него они, как правило, застревали и возвращались к точке входа.

 

Под действием направленного магнитного поля они продвигались даже в самых узких каналах. «Магнитное управление помогло биогибридам выравниваться по направлению поля, демонстрируя реальный потенциал для навигации в ограниченных пространствах — как миниатюрный GPS», — объясняет Биргюль Аколпоглу, один из ведущих авторов исследования. Однако в более вязких средах скорость движения микророботов снижалась.

 

Микроплаватели теряли в среднем 1–2 длины тела в секунду, а их траектория становилась извилистой, с зигзагообразными движениями. «Это показывает, как точная настройка вязкости и магнитного выравнивания может оптимизировать навигацию микророботов в сложных средах», — отмечает Саадет Фатма Балтаджи, также соавтор исследования. Такая управляемость критически важна в биологических средах, где структура и вязкость могут сильно варьироваться. Помимо биомедицины, эти микророботы могут использоваться для экологического мониторинга, промышленной очистки или изучения фундаментальных механизмов микроскопической подвижности.

Источник. new-science.ru
Администрация сайта med-practic.com не несет ответственности

за содержание информации
Loading...
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

Американские хирурги провели первую полную роботизированную трансплантацию сердца без рассечения грудной клетки
Американские хирурги провели первую полную роботизированную трансплантацию сердца без рассечения грудной клетки

Хирурги впервые успешно выполнили полностью роботизированную трансплантацию сердца без вскрытия грудной клетки. Историческая процедура была проведена в медицинском центре...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система НОВОСТИ. Хирургия НОВОСТИ. Открытия, происшествия
Исчезает без следа: ученые улучшили сплав для временных имплантатов
Исчезает без следа: ученые улучшили сплав для временных имплантатов

Российские ученые представили новый биодеградируемый сплав на основе железа, перспективный для создания медицинских имплантатов в ортопедии, онкологии и ветеринарии...

НОВОСТИ. Травматология и ортопедия
Антибиотик ципрофлоксацин, как основа для создания новых гипотензивных препаратов
Антибиотик ципрофлоксацин, как основа для создания новых гипотензивных препаратов

У ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (иАПФ) имеются в ряде случаев побочные эффекты из-за их неспецифического действия. Группа ученых из Великобритании и Южной...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система НОВОСТИ. Артериальные гипертензии, аритмии
Появилась новые возможности лечения рака предстательной железы
Появилась новые возможности лечения рака предстательной железы

В мае 2025 года на территории РФ было зарегистрировано новое показание для препарата талазопариба. Теперь он может применяться в комбинации с энзалутамидом для лечения взрослых пациентов...

НОВОСТИ. Уроандрология НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы лечения
Пластырь с миллионом наноиголок вместо классической биопсии
Пластырь с миллионом наноиголок вместо классической биопсии

Ученые Королевского колледжа в Лондоне представили свое новое изобретение: пластырь с десятками миллионов наноиголок, который может заменить традиционную биопсию...

НОВОСТИ. Новые методы диагностики
Обнаружен неожиданный метод защиты от деменции
Обнаружен неожиданный метод защиты от деменции

Датские исследователи из Орхусского университета обнаружили, что белок, вырабатываемый бактерией Helicobacter pylori — возбудителем язвы желудка, — способен замедлять развитие деменции...

НОВОСТИ. Нервная система
«Клей» ДНК может помочь предотвратить и лечить заболевания, вызванные старением
«Клей» ДНК может помочь предотвратить и лечить заболевания, вызванные старением

Исследователи из Университета Маккуори обнаружили природный белок, содержащийся в клетках человека, который играет важную роль в восстановлении поврежденной ДНК — молекулы...

НОВОСТИ. Новые методы лечения
Первая в мире терапия рака крови - терапия «троянским конем»
Первая в мире терапия рака крови - терапия «троянским конем»

Терапия «троянским конем», которая позволяет незаметно вводить токсичные препараты внутрь раковых клеток, впервые в мире стала доступна в Национальной...

НОВОСТИ. Гематология НОВОСТИ. Новые методы лечения
В исследовании терапии мигрени AbbVie достигнута основная цель
В исследовании терапии мигрени AbbVie достигнута основная цель

Компания AbbVie заявила о достижении основной цели прямого сравнительного исследования III фазы по изучению препарата для лечения мигрени. Препарат Qulipta, представленный на европейском...

НОВОСТИ. Боль
Ученые разработали «половую инфекцию» для комаров, которая может спасти миллионы жизней
Ученые разработали «половую инфекцию» для комаров, которая может спасти миллионы жизней

В борьбе с малярией, ежегодно уносящей более 600 тысяч жизней, ученые нашли неожиданное решение — они превратили брачное поведение комаров в их слабость. Исследователи из...

НОВОСТИ. Инфекции
Ученые разработали электронную татуировку для измерения умственной нагрузки и предотвращения выгорания
Ученые разработали электронную татуировку для измерения умственной нагрузки и предотвращения выгорания

Исследователи разработали временную электронную татуировку, которая расшифровывает мозговые волны для измерения умственного напряжения и предотвращения «выгорания»...

НОВОСТИ. Нервная система
В Британии тестируют таблетки из фекалий для борьбы с супербактериями
В Британии тестируют таблетки из фекалий для борьбы с супербактериями

Врачи из Великобритании начали испытания необычного, но перспективного способа борьбы с супербактериями — с помощью капсул, содержащих замороженные образцы фекалий от здоровых доноров...

НОВОСТИ. Инфекции НОВОСТИ. Фармацевтика
В Израиле впервые успешно прошла операция по пересадке искусственного сердца
В Израиле впервые успешно прошла операция по пересадке искусственного сердца

В Израиле впервые успешно проведена операция по пересадке искусственного сердца. Историческое хирургическое вмешательство состоялось в иерусалимской больнице "Хадасса Эйн-Керем"...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система НОВОСТИ. Хирургия НОВОСТИ. Открытия, происшествия
В США одобрен первый анализ крови для диагностики болезни Альцгеймера
В США одобрен первый анализ крови для диагностики болезни Альцгеймера

Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) в пятницу, 16 мая 2025 года, разрешило продажу первого диагностического устройства...

НОВОСТИ. Нервная система НОВОСТИ. Новые методы диагностики
Экспериментальный препарат увеличил продолжительность жизни пациентов с раком на 40% в ходе клинических испытаний
Экспериментальный препарат увеличил продолжительность жизни пациентов с раком на 40% в ходе клинических испытаний

Новый перспективный метод лечения некоторых наиболее агрессивных форм рака желудка показал обнадеживающие результаты во второй фазе клинических испытаний. Терапия привела...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы лечения

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ