Ученые разработали технологию, которая позволяет распознавать внутри организма и визуализировать в высоком разрешении отдельных микророботов размером с живую клетку. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Исследователи из Высшей технической школы Цюриха и Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка впервые смогли обнаружить в режиме реального времени и четко отобразить крошечных роботов размером до пяти мкм в кровеносных сосудах мозга мышей с использованием неинвазивного метода визуализации.
Ученые использовали технологию оптоакустической томографии. Этот метод основан на фотофоническом эффекте. Исследуемые ткани облучаются при помощи ультракоротких лазерных импульсов продолжительностью несколько наносекунд. При поглощении излучения формируются ультразвуковые волны, которые можно обнаружить с помощью широкополосных ультразвуковых преобразователей и использовать для построения объемных изображений.
Ученые отмечают, что для получения четкого изображения требуются специальные роботы. В своей работе они использовали сферических микророботов из диоксида кремния, покрытых наполовину никелем и наполовину золотом. Шарообразные роботы размером от 5 до 20 мкм заполнены зелеными нанопузырьками (липосомами). Самые маленькие из устройств имеют размер эритроцитов и могут, по словам разработчиков, проникать в самые крошечные капилляры.
«Золото является очень хорошим контрастным веществом для оптоакустических изображений. Без слоя золота сигнал, генерируемый микророботами, просто слишком слаб, чтобы его можно было обнаружить», — объясняет Даниэль Разанский, профессор Высшей технической школы Цюриха и соавтор исследования.
Кроме того, по словам ученых, золото также минимизирует цитотоксического эффекта никелевого покрытия, которое отвечает за перемещение робота. Исследователи используют никель в качестве магнитной движущей среды вместе с простым постоянным магнитом, чтобы перемещать роботов внутри организма.
Ученые отмечают, что нанолипосомы внутри робота могут быть загружены лекарствами, что позволит использовать робот для целевой доставки медикаментов. Возможности точной визуализации
Без визуализации микроробототехника фактически слепа. Поэтому изображения с высоким разрешением в реальном времени необходимы для распознавания и управления микророботами размером с клетку в живом организме.
Даниэль Разанский, профессор Высшей технической школы Цюриха и соавтор исследования
Читать далее
Посмотрите на «бесшумный» дрон с ионным двигателем нового поколения
Самцы древних трилобитов пристегивали самок во время спаривания
У России и США есть самолеты Судного дня: как и куда они полетят в случае конца света