Учёные создали микророботов на основе микроводорослей, которые могут собираться в управляемые рои под воздействием света. Для экспериментов использовали зелёную водоросль Chlamydomonas reinhardtii и наночастицы, соединённые в единую биогибридную систему. Исследователи считают, что такую технологию можно применять для адресной доставки лекарств и обработки ран. Подробнее – в материале El.kz.
Под действием синего света микроорганизмы начинали собираться в плотные структуры и поднимались к поверхности жидкости. Учёные формировали рои в виде стрелок, звёзд и других фигур, используя световые маски с заданным рисунком. Красный свет запускал обратный процесс, после чего микроводоросли снова свободно перемещались в жидкости.
Авторы разработки отказались от традиционных методов управления микророботами, где обычно используют магниты или ультразвук. В новой системе используется естественная реакция водорослей на освещение. Рои могли не только собираться и распадаться, но и разделяться на отдельные группы, а затем снова объединяться.
Во время испытаний исследователи проецировали на ёмкости с водорослями изображения материков, после чего микроорганизмы повторяли заданную форму. В другом эксперименте рой в виде стрелки перемещался на несколько миллиметров, сохраняя первоначальную геометрию. Точность совпадения формы превышала показатель 0,95.
Для анализа поведения роя учёные разработали алгоритм, который прогнозирует перемещение микроводорослей при изменении освещения. Модель учитывает, как отдельные клетки присоединяются к скоплению или покидают его в зависимости от длины световой волны и интенсивности излучения.
Для медицинских тестов к поверхности водорослей прикрепили полимерные наночастицы с возможностью переноса лекарств. После этого систему испытали на искусственной коже, покрытой жидкостью, имитирующей среду раны. Исследователи использовали программный анализ изображений, чтобы определить проблемные участки и создать для них световую маску.
Под воздействием синего света микророботы собирались прямо на медицинской ленте в форме повреждённого участка. После контакта с поверхностью красный свет запускал быстрое высвобождение микророботов в нужной зоне. Почти 90% биогибридных частиц переходили в полость раны менее чем за 2 минуты.
Сейчас технология работает только на поверхности тканей, поскольку свет пока не способен проникать глубоко внутрь организма. В дальнейшем исследователи планируют протестировать систему с лекарственными препаратами и провести эксперименты на живых организмах.
El.kz также писал о том, что разработано лекарство для похудения и здоровья сердца.