جریان آنلاین (/): یک تیم تحقیقاتی موفق به توسعه دستههایی از میکرورباتهای زنده از جنس جلبک و نانوذرات شده است. این ریزرباتها با تاباندن نور آبی قادر به جمع شدن در الگوهای مشخص و با نور قرمز پراکنده شدن هستند. این سیستم بیوهیبریدی قابلیت آن را دارد که در آینده با استفاده از پلتفرمهای هوشمند شبیه به بانداژ، دارو را مستقیماً به زخمها یا بافتهای بیماران برساند.
محققان برای ساخت این رباتها از میکروجلبک سبز «Chlamydomonas reinhardtii» استفاده کردهاند. با تاباندن نور آبی الگودار جلبکها به شکلهای فشردهای مانند ستاره و فلش و حتی ساختارهای قارهمانند هدایت شدند. نور قرمز این فرآیند را معکوس کرده و باعث پراکنده شدن و شنای آزادانه دستهها میشد. این رویکرد راه جدیدی برای کنترل رفتار جمعی در میکرورباتهای بیوهیبریدی برای کاربردهای پزشکی و محیطی فراهم میکند.
این مطالعه همچنین یک مفهوم نوین برای درمان زخم با کمک هوش مصنوعی را ارائه داده است. محققان با استفاده از نرمافزار تقسیمبندی تصویر، نواحی مشکوک زخم را شناسایی و پوشش نوری منطبق با آن را تولید کردند. سپس میکرورباتها روی یک نوار پزشکی مونتاژ شده و مستقیماً در ناحیه زخم رها شدند.
به گزارش ایسنا؛ برخلاف میکرورباتهای مصنوعی که معمولاً به آهنربا یا امواج صوتی نیاز دارند، این سیستم جدید از رفتار طبیعی جلبکها که به نور حساس هستند بهره میبرد. جلبکها تحت نور آبی به صورت خوشهای جمع شده و به سمت سطح مشترک مایع-هوا مهاجرت میکنند و دستههای متراکمی را تشکیل میدهند. نور قرمز نیز آنها را به حالت شنای آزاد بازمیگرداند. این تیم تحقیقاتی تشکیل دسته برگشتپذیر را در چندین چرخه با دقت بالایی نشان داده است. این دستهها قابلیت تقسیم شدن به گروههای کوچکتر، ادغام مجدد و حرکت با حفظ هندسه خود را دارند.
در یکی از آزمایشها محققان پوششهایی به شکل قاره آمریکا و آفریقا-اوراسیا را روی ظروف حاوی جلبک انداختند و دستههایی مطابق با مناطق پیشبینیشده در عرض چند دقیقه تشکیل شد. در آزمایشی دیگر دستههای پیکانشکل چندین میلیمتر حرکت کرده و ساختار خود را حفظ کردند. همچنین الگوریتمی برای پیشبینی رفتار این دستهها تحت شرایط نوری متغیر توسعه داده شد.
برای بررسی کاربردهای پزشکی نانوذرات حملکننده دارو به جلبکها متصل شد. سپس میکرورباتهای بیوهیبریدی روی زخمهای شبیهسازی شده روی پوست مصنوعی آزمایش شدند. یک سیستم هوش مصنوعی زخمها را تجزیه و تحلیل کرده و پوششهای سفارشی مطابق با نواحی بافت ملتهب یا عفونی ایجاد کرد. در زیر نور آبی میکرورباتها روی نوار پزشکی در هندسه دقیق زخم مونتاژ شدند. پس از قرار دادن نوار روی ناحیه هدف نور قرمز باعث آزاد شدن سریع میکرورباتها شد. حدود ۹۰ درصد از بیوهیبریدها در کمتر از دو دقیقه به حفره زخم منتقل شدند.
این فناوری هنوز با چالشهایی مانند نفوذ نور به بافت روبرو است، اما کارهای آینده بر بارگذاری داروهای درمانی روی میکرورباتها و آزمایش آنها در سیستمهای زنده متمرکز خواهد بود. نتایج این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.
پایگاه خبری جریان/ جریان آنلاین (/)