Ces dernières années, des scientifiques du monde entier ont cherché des moyens d'utiliser des nanorobots pour traiter des maladies. Ils sont introduits dans le corps humain afin de délivrer des médicaments ou d'effectuer des opérations qui nécessitent une précision maximale (par exemple, nettoyer les artères obstruées). Remplaçant une opération invasive, souvent complexe, ces robots peuvent optimiser considérablement la médecine - et maintenant cette réalité est plus proche que jamais.
Robot d'huîtres oculaires
Les robots médicaux microscopiques ont un problème: il est presque impossible d'installer au moins certains moteurs et entraînements, car il y a à peine assez d'espace pour l'électronique nécessaire. Étant donné que le liquide oculaire a des propriétés très spécifiques, l'entraînement habituel ne convient pas pour déplacer des robots microscopiques.
La solution s'est avérée être des robots ostréicoles qui utilisent un entraînement alternatif - c'est-à -dire, avancer et reculer, et non une rotation circulaire standard.
Des chercheurs de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents (Allemagne), dirigés par le professeur Pir Fischer, ont découvert que les robots en forme d'huître sont des nageurs idéaux dans
les fluides non newtoniens .
Aujourd'hui, le robot ostréicole sert de structure de base aux futurs microrobots.
Un robot microscopique qui flotte dans les veines d'une exploration
Des spécialistes de l'Institut technique de Harbin (Chine) ont créé un robot microscopique qui peut nager dans les veines humaines avec le moyen le plus rapide de nager - un ramper. En taille, l'appareil atteint 5 micromètres et est capable de nager à une vitesse de 10 μm / s, couvrant une distance de 50 mètres par mois. Dans le sang, sa vitesse tombe à 5,5 μm / s, mais cela ne l'empêche pas d'administrer à temps les médicaments au bon organe.
Le corps du microrobot est en or et les mains qui travaillent sont en nickel. Grâce à un changement du champ magnétique, les scientifiques de l'institut peuvent facilement contrôler sa direction de nage, forçant le robot à bouger ses mains. Certes, le robot est encore trop petit pour délivrer la quantité nécessaire de médicaments au corps, et l'introduction d'un groupe de robots dans la veine est dangereuse: il ne sera pas possible de contrôler chacun d'eux individuellement.
Les développeurs prévoient une révision en profondeur. Pour ce faire, ils utilisent des matériaux biodégradables, augmentent la taille du robot et modifient le système de nage, ce qui vous permettra d'exécuter plusieurs médecins microscopiques à la fois dans une veine. Des essais cliniques de microrobots sont prévus pour 10 ans.
Bactéries robotiques de développeurs de l'EPFL et de l'ETHZ
Des scientifiques des instituts EPFL et ETHZ ont développé un robot qui a la structure d'une bactérie responsable de la trypanosomiase africaine (maladie du sommeil). La bactérie se déplace à l'aide d'un flagelle et au bon moment est capable de le plier. Par le même principe, après avoir rejeté la plupart des options, les scientifiques ont développé un robot microscopique qui répète la structure de cette bactérie et possède un flagelle, ce qui facilite la circulation dans le sang.
Les robots en forme de bactéries sont fabriqués à partir de matériaux flexibles et n'ont pas d'entraînement pour le mouvement. Ils sont créés à partir d'un hydrogel biocompatible et de nanoparticules magnétiques, qui permettent sous l'influence d'un champ magnétique de changer la forme d'un microrobot et de le faire bouger dans le sang.
Les scientifiques doivent encore tester le développement des effets secondaires et effectuer des tests pour contrôler un groupe de microrobots.
Un robot qui délivre des médicaments à l'estomac
L’Université de Californie à San Diego (États-Unis) a publié un
rapport sur le transport réussi du médicament l’an dernier à l’estomac d’une souris expérimentale à l’aide d’un robot microscopique. La tâche principale du microrobot était de livrer des particules d'or à la paroi de l'estomac de la souris (imitation du médicament), car ce métal ne se dissout pas sous l'influence de son suc gastrique.
Les nanobots de zinc se sont déplacés dans l'estomac en raison d'une réaction chimique causée par le contact du zinc avec le suc gastrique. À la suite de cela, des microbulles d'hydrogène se sont formées, ce qui a fait avancer le robot. Le microrobot a couvert une distance de 2,5 cm en 7 minutes.
Une fois le nanobot terminé, les scientifiques ont étudié le remplissage de l'estomac de la souris. Il s'est avéré que le microrobot a livré un morceau d'or au bon endroit sur la paroi de l'estomac, sans provoquer d'effets secondaires. Les scientifiques continuent d'affiner le nanorobot, améliorant sa technologie et ses méthodes d'administration de médicaments.
Nanites de robots de l'Université Drexel
Des chercheurs de l'Université de Drexel (États-Unis) ont présenté au grand public leur dernier développement: les nanorobots sous forme de chaînes constituées de billes microscopiques. Les appareils ont été formés en chaînes de 3 à 13 billes: plus il est long, plus le nanorobot se déplace rapidement.
Pour déplacer le robot, un champ magnétique a été utilisé, qui faisait tourner la chaîne comme une vis. Plus le champ magnétique tourne vite, plus la chaîne tourne vite. La fréquence élevée de rotation du champ magnétique a conduit à la déformation de la chaîne et à sa séparation en plus petits composés de 3-4 billes. La vitesse maximale du mouvement des nanorobots, que nous avons réussi à fixer, était de 17,85 μm / s.
Les scientifiques continuent de travailler à l'amélioration de l'appareil. Il est prévu d'utiliser le développement pour la délivrance de médicaments dans tout le corps en utilisant le système circulatoire.
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