Международная команда исследователей из США и Китая представила новую технологию, использующую кавитационное явление — процесс образования и быстрого разрушения пузырьков в жидкости — для передвижения микроработ. Эта разработка может стать основой для создания методов введения лекарства без применения традиционных медицинских игл.
Микроработы, получившие название “прыгуны”, создают пузыри благодаря лазерному нагреву светопоглощающего материала. Когда пузырек достигает критического размера, он мгновенно разрушается, высвобождая механическую энергию в виде ударной волны. Эта энергия позволяет миллиметровым работам подпрыгивать на высоту до 1,5 метра или двигаться в жидкости со скоростью около 12 м/с.
Исследователи подчеркивают, что направление, силу и высоту прыжка можно контролировать, изменяя интенсивность, угол и продолжительность лазерного воздействия. Благодаря этому микроработы способны не только прыгать, но и скользить или двигаться в жидкостной среде, включая микроканалы.
В медицине эта технология открывает возможность доставлять лекарства через кожу или непосредственно в пораженные участки организма, например опухоли, без использования шприцев. Система работает на основе светового нагрева, что позволяет ее настраивать для минимально инвазивных процедур. Важным преимуществом является отсутствие потребности во встроенном источнике питания или подвижных деталях, что отличает “прыгунов” от микроработ, которые используют магнитные поля или химическое топливо и тяжело контролируются внутри тела.
Потенциальные сферы применения выходят за пределы медицины. Такие микроработы можно использовать для исследования труднодоступных объектов, включая трубопроводы, технические механизмы или биологические структуры. В биомедицинских исследованиях они могут действовать как микроплаватели в жидкостях, в частности в кровотоке или межклеточной среде. Кроме того, технология открывает новые перспективы для клеточной терапии и высокоточной хирургии, где традиционные инструменты слишком большие или малоэффективные.
Несмотря на большой потенциал, сейчас разработка находится на концептуальном этапе. Среди основных вызовов – необходимость точного контроля кавитации в организме без повреждения тканей, ограниченная глубина проникновения лазера, а также необходимость проверить биосовместимость материалов микроработ перед проведением испытаний на живых организмах.
