Mikrorybky ze 3D tiskáry.

Na 3D tiskárně s vysokým rozlišením lze najednou vytisknout stovky hydrogelových mikrobotů s nanočásticovým pohonem a navigační systémem.

3D tisk stále více proniká do naší reality a a přivádí roztodivné technologie

Na Kalifornské univerzitě v San Diegu vytvořili 3D tištěné rybky, které jsou menší než šířka lidského vlasu. Mikrorybky mají vlastní pohon poháněný peroxidem vodíku a jsou ovládané magnetickým polem. Zatím to jsou jenom takové roztomilé hračky, dávají ale tušit, že jsme na počátku evoluce šikovných mikrobotů, kteří by mohli mít velmi zajímavé využití v medicíně i jinde.

Mikrorybky z hydrogelu pomocí technologie 3D tisku

Mikrorybky ze San Diega nejsou úplně první. Už se objevili mikroboti, jejichž pohon je založený na laserových paprscích a vzduchových bublinách nebo třeba mikroboti pohánění magnetickým polem. Mikrorybky se od nich liší jednodušší konstrukcí a zároveň jsou důmyslnější v tom, co mohou zvládnout.

Nanoinženýři Wei Zhu a Jinxing Li společně s týmem kolegů vytvořili mikrorybky z hydrogelu pomocí technologie 3D tisku s vysokým rozlišením (microscale continous optical printing). S touto technologií lze najednou vytisknout stovky mikrorybek o délce 120 mikrometrů a tloušťce 30 mikrometrů. Jejich tvar je přitom možné velmi snadno změnit úpravou dat v software založeném na systému CAD (computer-aided design). Mikrorybky tak mohou mít siluetu mikrožraloků, mikromant anebo to mohou být i mikroptáci.

Ať už mikrorybky vypadají jakkoliv, každá z nich má v zadní části nanočástice platiny a vpředu nanočástice oxidu železa. Když se ocitnou v roztoku, který obsahuje peroxid vodíku, tak nanočástice platiny odstartují chemickou reakci, co rozjede mikrorybky jako proudový motor. Díky nanočásticím oxidu železa lze mikrorybky při té jízdě řídit magnetickým polem.

K čem takové mikrorybky mohou být vlastně dobré?

Záleží na jejich konstrukci. Vědci je teď vybavili ještě nanočásticemi polydiacetylénu, které dovedou neutralizovat toxiny. Pak 3D tištěné mikrorybky vypustili do roztoku toxinů a potěšeně sledovali, jak se jejich maličké rybky činí. Musela to být estetická záležitost, protože mikrorybky po navázání molekul toxinů nanočásticemi polydiacetylénu červeně světélkují.

Spokojení badatelé věří, že by následovníci jejich mikrorybek mohli posloužit k detoxifikaci a také jako senzor pro výskyt toxinů. Postupem času by z nich mohli vzniknout mikroboti pro cílenou přepravu léčiv, pro terapie šité na míru jednotlivým pacientům, pro detekci škodlivin v životním prostředí a pro celou řadu dalších aplikací. Jinxing Li sní o tom, že to dotáhnou až na sofistikované chirurgické mikroboty, díky nimž by byly operační zákroky přesnější a bezpečnější.

Stanislav Mihulka

Video: Microscopic Robot Fish Could Shape The Future Of Medicine – Newsy

Literatura

UC San Diego 25. 8. 2015, Advanced Materials 27: 4411–4417.