پژوهشگران آلمانی با روش لیتوگرافی دو فوتونی، میکروموتوری ساختند که ساختاری شبیه به اسپرم دارد و قادر به شنا کردن در خلاف جهت جریان خون است. این میکروموتور می‌تواند برای لقاح مصنوعی یا رهایش دارو مورد استفاده قرار گیرد.
طراحی میکروموتور شناگر برای تحقق اهداف پزشکی
میکروموتورهای زیست‌هیبریدی ادواتی هستند که در آن‌ها ساز و کارهای پیشرانه خاصی نظیر واکنش‌های شیمیایی موضعی یا نیروهای از راه دور مورد استفاده قرار گرفته تا این ادوات بتوانند در مقیاس‌های کوچک حرکت کنند. در این میکروموتورها قطعات زیستی و مصنوعی با هم ترکیب شده‌اند.
در این میان، میکروموتورهای زیست‌پزشکی به‌دلیل کمتر تهاجمی بودن و انعطاف‌پذیری بالا بسیار مورد توجه هستند. محققان موسسه لایبنیز در شهر درسدن آلمان به‌تازگی مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رساندند که در آن جزئیات مربوط به میکروموتور اسپرم‌مانندی تشریح شده که از طریق جریان خون می‌تواند حرکت کند.
هر ماموریت پزشکی در محیط خون، با چالش‌های ویژه و پیچیده‌ای مواجه است که وجود مواد و سلول‌های مختلف و همچنین ویژگی‌های پیچیده جریان خونی از جمله این چالش‌ها است.
این میکروموتور جدید چندین مزیت دارد، یکی از ویژگی‌های جالب آن، پیشرانه قدرتمند این میکروموتور است که از ضربات شلاقی تاژک اسپرم ایجاد می‌شود. این میکروموتور می‌تواند با نیروی کششی تا pN 100 به مدت چند روز شنا کند.
از دیگر ویژگی‌های این میکروموتور، امکان شنا کردن در خلاف جهت جریان خون و شنا کردن در مرزهای خونی است، جایی که سرعت جریان خون پایین‌تر از سرعت متوسط است.
این دو ساز و کار موجب شده تا بتوان از این میکروموتور برای هدایت اسپرم پستانداران به‌منظور لقاح استفاده کرد. با استفاده از یک داربست مغناطیسی سنتزی، این میکروموتور می‌تواند به‌طور دقیق توسط یک میدان مغناطیسی خارجی هدایت شده و محموله ویژه‌ای را حمل کرده و در محل مورد نظر رهاسازی کند.
این میکروموتور ساختاری شبیه به شاخ دارد که با استفاده از لیتوگرافی دو فتونی ساخته شده‌است. ساختار شاخ مانند این میکروموتور موجب افزایش سرعت حرکت آن در خون می‌شود.
برای تست عملکرد این فناوری، محققان میکروموتور را با لیپوزوم حاوی هپارین پوشش دادند تا عملکرد ضدانعقاد این ساختار را در بخشی از بدن مورد ارزیابی قرار دهند. نتایج نشان دادند که میکروموتور عملکرد ضدانعقاد قابل توجهی از خود به نمایش گذاشت.
