Lékaři často čelí nelehkému úkolu, kdy pomocí mikrochirurgie napravují například poškozené cévy, transplantují tkáně nebo přišívají oddělené končetiny. Tyto zákroky jsou velice složité a operace často není tím nejefektivnějším řešením, může být velmi invazivní a obtížná na provedení. Už brzy se ale budou moci mnozí lékaři začít věnovat nanotechnologii a provádění jemných zákroků pomocí dálkově ovládaných miniaturních robotů, kteří by velikostí odpovídali zrnku rýže, a byli by schopni putovat tělem.

Pracovníci univerzity At Tohuku v Japonsku v čele s elektroinženýrem Kazushi Ishiyama sestavili ´rotující spirálky´, které jsou schopné pohybovat se cévami v těle. Mohou být schopné zavrtat se do tumorů a zničit je nebo dodat léky určité tkáni či orgánu, díky své velikosti mohou být injektovány pomocí standardní podkožní injekce. Jakmile jsou uvnitř těla, jsou magneticky řízené pomocí 3D zdroje magnetického pole a ovládacího spínače. Ishiyama věří, že toto zařízení bude možné využít při odstraňování mozkových nádorů, jejichž operace jsou tak obtížné.

 

Miniaturní motorky

Jiná skupina vědeckých pracovníků se nespoléhá na magnetické pole, ale snaží se sestrojit mikroroboty poháněné drobounkými motorky schopnými pohybovat se po celém těle a napomáhat při stanovení diagnóz a následné léčbě. Dr. James Friend spolu se svým týmem strojních inženýrů na Monash University v Austrálii už vyrobili motorek velikosti krystalu soli, ale stále se pokoušejí vytvořit ještě menší, šířky asi dvou lidských chlupů. Jejich pohonný mechanismus se podobá tomu, co používá k pohybu po těle bakterie E.coli. Rotující motorek pohybuje bičíky kolem své osy, a pokud je v kapalině funguje podobně jako lodní šroub. „Zkuste si představit výrobce pizzy, který vezme kulatý kus těsta, a při vyhazování do vzduchu jej nechá se točit šroubovitým pohybem. Náš motorek dělá to samé, až na to, že se točí 100 000 krát za vteřinu," říká Friend.

 

Žijící přístrojky?

Další mikroroboti, kteří jsou sestavováni, nejsou pouze stroje. Několik institutů bylo zapojeno do výzkumu, ve kterém jsou slučovány organické živé tkáně s anorganickými částmi za účelem vytvoření hybridního zařízení, které by bylo z části strojem a z části organismem. Prvním takovým pokusem byli samosestavovací mikroroboti pohánění srdečním svalem, kteří byli sestaveni inženýry z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA). Každý tento miniaturní robot byl sestaven ze zlatého prstence připojeného k obalu srdečního svalu vzniklého z krysích buněk. Pokud se tento robot uvolní do těla, získává energii k pohybu tím, že ´spásá´ glukózu z krve. Aby mohli být tito mikroroboti výkumníky testováni, byli ponořeni do proteinového a cukrového roztoku, který imitoval vnitřní prostředí těla. Pokud se srdeční sval stahuje a následně uvolňuje, je možné mikrorobota spatřit, jak ´šlape´ dopředu. Tito mikroroboti by mohli najít potencionální využití v mikrochirurgii, například při čištění nahromaděných krevních destiček v arteriích. Této technologie by také mohlo být eventuálně využito při znovuvytváření nových končetin nebo prstů u amputářů a to tím, že by se umožnilo novým svalovým buňkám přerůstat přes umělé kosti.

Nicméně výzkum v této oblasti je zatím stále ještě na samém počátku a bude čelit v budoucnu ještě mnoha problémům. Roboti vytvoření výzkumníky z UCLA se mohou pohybovat pouze jedním směrem a není je snadné ovládat. Nyní se výzkumníci pokoušejí podívat na novou alternativu, a to pokud by místo srdečního svalu byla použita kosterní svalovina, jestli by byla schopná pomoci robotů pohybovat se volněji: srdeční sval má tendenci tlouct do svého rytmu a tak je obtížný na ovládání. Pomocí elektrického pulsu, kterým by byla kosterní svalovina stimulována, by mohli vědci roboty zapnout a vypnout. Dále by se mohlo jejich využití rozšířit na zdroje energie pro tělní implantáty nebo na mini elektrické generátory, které pohánějí počítačové čipy.

 

Na Monash University byli doposud vyrobeny jen přístrojky, které jsou stále příliš velké na to, aby byli schopné volně se ´potulovat´ po lidském těle. Jsou jednoduše příliš dlouhé na to, aby byli bezpečně řízeny skrze nejmenší stěny v cévách, a tak by mohlo dojít k jejich následnému ucpání. Podle Dr. Frienda by měl být budoucí pokrok směřován na větší spolupráci mezi různými obory, jako například mezi techniky a lékaři. "Věřím, že časem si vědci uvědomí, že vědomosti z jedné specifické oblasti nejsou dostačující k porozumění celkového obrazu komplexního jevu a samozřejmě ani větších systémů, které využívají nanotechnologii".

7.2.2007 

Zdrojový článek: FirstScience.com

Přeložila: Martina Niederlová