เครื่องมือจิ๋วไม่ใช่ของเล่น

เครื่องมือจิ๋วไม่ใช่ของเล่น

นักวิจัยได้สร้างเครื่องมือโลหะขนาดมิลลิเมตรที่บิดเบี้ยวตามคำสั่ง หนีบปิด หรือเปิดออกเพื่อตอบสนองต่อสารเคมีที่เฉพาะเจาะจง อุปกรณ์อัจฉริยะดังกล่าว ซึ่งอธิบายทางออนไลน์เมื่อวันที่ 17 กันยายนในวารสาร American Chemical Societyวันหนึ่งอาจถูกนำมาใช้เพื่อตรวจชิ้นเนื้อตับ เปิดหลอดเลือดแดง หรือนำส่งยาไปยังพื้นที่เป้าหมายจับแน่น เครื่องมือเล็ก ๆ ที่อาจส่งหรือรวบรวมสิ่งต่าง ๆ ในร่างกายในวันหนึ่งถูกสร้างขึ้นในตำแหน่งเปิด (ซ้ายสุด) แต่ปิดลงเมื่อถูกกระตุ้นด้วยเอนไซม์ (ซ้ายไปขวา)

D. GRACIAS ET AL/JACS 2010

แม้แต่เครื่องมือขนาดเล็กก็ต้องการแหล่งพลังงาน เช่น ก้อนแบตเตอรี่หรือสายไฟ แต่นั่นก็ทำให้ปริมาณที่ไม่ต้องการเพิ่มขึ้น David Gracias หัวหน้าการศึกษาของมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ในบัลติมอร์กล่าว ทว่าธรรมชาตินั้นเต็มไปด้วยเครื่องจักรขนาดเล็ก: กล้ามเนื้อหดตัว ใบไม้หันไปหาดวงอาทิตย์ กับดักแมลงวันวีนัสปิดตัวลง “ในธรรมชาติและในตัวเรา สิ่งเหล่านี้ตอบสนองต่อเคมี” กราเซียสกล่าว

ต้องใช้เวลาทำบางอย่างเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ตอบสนองต่อสารเคมีในเวลาและสถานที่ที่เหมาะสม แต่ยังคงเป็นมิตรต่อร่างกาย Gracias และทีมของเขาเริ่มต้นด้วยเวเฟอร์ซิลิคอนบางๆ และเคลือบด้วยชั้นของโครเมียม นิกเกิล และทอง ด้วยการใช้ลายฉลุรุ่นไฮเทค นักวิจัยได้วางลวดลายชั้นโลหะเป็นส่วนๆ ที่ดูเหมือนดอกไม้หรือฝ่ามือที่เปิดอยู่ พวกเขาเพิ่มบานพับเพื่อให้มือที่เปิดอยู่สามารถหนีบปิดได้

จากนั้นพวกเขาก็เพิ่มชั้นของพอลิเมอร์ที่เป็นมิตรทางชีวภาพซึ่งจะสลายตัวเมื่อมีเอนไซม์ โดยการจัดชั้นพอลิเมอร์เหล่านี้ให้ถูกต้อง นักวิจัยสามารถเลือกย่อยสลายพวกมันได้ กระตุ้นให้แคลมป์ปิดสปริงหรือเปิดออก

พอลิเมอร์หนึ่งตัวได้มาจากคอลลาเจน 

ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ยึดร่างกายไว้มากมาย อีกชนิดหนึ่งได้มาจากเซลลูโลสซึ่งเป็นส่วนของผนังเซลล์พืช

ทั้งคอลลาเจนและเซลลูโลสได้รับการเคี้ยวโดยเอ็นไซม์เฉพาะ เซลลูโลสซึ่งเกิดจากเชื้อราและแบคทีเรีย ทำลายเซลลูโลสและปล่อยให้ปลวกกัดกินเนื้อไม้

โปรตีเอส ซึ่งทำลายเนื้อในกระเพาะอาหารของมนุษย์ แยกคอลลาเจนออกจากกัน เนื้องอกบางชนิดเป็นโรงงานโปรตีเอส Gracias กล่าว เพิ่มความเป็นไปได้ที่เครื่องจักรขนาดเล็กอาจถูกออกแบบให้กระตุ้นโดยอัตโนมัติเมื่อไปถึงเนื้อเยื่อที่เป็นโรค

“มันเป็นงานที่สร้างสรรค์มาก” Kam Leong วิศวกรชีวการแพทย์จาก Duke University ในเมือง Durham รัฐนอร์ทแคโรไลนา ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยกล่าว “การพิสูจน์หลักการนั้นน่าทึ่งมาก”

เพื่อทดสอบแคลมป์ ทีมงานได้ทำอวัยวะภายในปลอมจากเรซินและฝังเนื้อเยื่อตับของนกที่เข้าถึงยากไว้ข้างใน ใช้แม่เหล็กขับแคลมป์ผ่านท่อน้ำดีเทียมและเข้าไปในตับ จากนั้นพวกเขาก็เติมเซลลูเลสด้วยหลอดฉีดยา กริปเปอร์ปิดรอบๆ เศษกระดาษทิชชู่ของนก จากนั้นทีมก็ขับกริปเปอร์กลับออกไปด้วยแม่เหล็ก โดยทำการตรวจชิ้นเนื้อแบบคร่าวๆ

กริปเปอร์ยังดึงลูกปัดขนาดเล็กจากทางเดินอาหารของแบบจำลองและส่งไปยังตับ

มีงานอีกมากที่ต้องทำก่อนที่จะใช้ minitools ในร่างกายจริงสำหรับปัญหาที่แท้จริง Leong กล่าว “การทดสอบขั้นสุดท้ายจะอยู่ในร่างกาย แต่นี่เป็นผลงานที่สำคัญ”

แนะนำ : เคล็ดลับต่างๆ | เว็บรวมวิธีต่างๆ How to | จัดอันดับซีรีย์ | รีวิวครีม