Міжнародна команда дослідників зі США та Китаю представила нову технологію, що використовує явище кавітації — процес утворення та швидкого руйнування бульбашок у рідині — для пересування мікророботів. Ця розробка може стати основою для створення методів введення ліків без застосування традиційних медичних голок, повідомляє Interesting Engineering.
Мікророботи, які отримали назву “стрибуни”, створюють бульбашки завдяки лазерному нагріванню світлопоглинального матеріалу. Коли бульбашка досягає критичного розміру, вона миттєво руйнується, вивільняючи механічну енергію у вигляді ударної хвилі. Ця енергія дозволяє міліметровим роботам підстрибувати на висоту до 1,5 метра або рухатися у рідині зі швидкістю близько 12 м/с.
Дослідники підкреслюють, що напрямок, силу та висоту стрибка можна контролювати, змінюючи інтенсивність, кут і тривалість лазерного впливу. Завдяки цьому мікророботи здатні не лише стрибати, а й ковзати чи рухатися в рідинному середовищі, включаючи мікроканали.
У медицині ця технологія відкриває можливість доставляти ліки через шкіру або безпосередньо до уражених ділянок організму, наприклад пухлин, без використання шприців. Система працює на основі світлового нагрівання, що дає змогу налаштовувати її для мінімально інвазивних процедур. Важливою перевагою є відсутність потреби у вбудованому джерелі живлення чи рухомих деталях, що відрізняє “стрибунів” від мікророботів, які використовують магнітні поля або хімічне паливо й важко контролюються всередині тіла.
Потенційні сфери застосування виходять за межі медицини. Такі мікророботи можна використовувати для дослідження важкодоступних об’єктів, зокрема трубопроводів, технічних механізмів або біологічних структур. У біомедичних дослідженнях вони можуть діяти як мікроплавці в рідинах, зокрема в кровотоці чи міжклітинному середовищі. Крім того, технологія відкриває нові перспективи для клітинної терапії та високоточної хірургії, де традиційні інструменти є надто великими або малоефективними.
Попри великий потенціал, наразі розробка перебуває на концептуальному етапі. Серед основних викликів — необхідність точного контролю кавітації в організмі без пошкодження тканин, обмежена глибина проникнення лазера, а також потреба перевірити біосумісність матеріалів мікророботів перед проведенням випробувань на живих організмах.
