Вчені створили радіокерованих сперматозоїдів

Звучить божевільно, але вчені з Інституту інтегративної нанонауки в Дрездені в даний момент займаються створенням роботів із сперматозоїдів. Їх спермоботи складаються з живих клітин сперматозоїдів, одягнених в крихітні трубки, які управляються магнітним чином і просуваються в потрібному напрямку для виконання їх основного завдання – запліднення яйцеклітини. Вчені вважають, що ця технологія зможе стати відповідною альтернативою для тих людей, які хочуть завести дитину, але у них це не виходить. Крім того, спермоботів в майбутньому можна буде використовувати для безпечної доставки потрібних ліків та генної інженерії.

Вчені створили радіокерованих сперматозоїдів.

Однією з основних труднощів, пов’язаної із створенням цих мікророботів, здатних подорожувати всередині людського тіла, є пошук безпечного джерела палива для їх пересування. Наноботам на базі двигунів, досить ефективних для того, щоб пересувати їх в умовах фізіологічних рідин, необхідно використання палива, нинішні види якого в більшості випадків вкрай токсичні для людського організму. Більше того, такі машини можуть впливати на роботу клітин. Щоб вирішити цю проблему, дрезденські вчені шукають безпечні альтернативи штучним нанодвигунам.

Ми вважаємо, що найкращим варіантом є використання потужного біологічного мотора. Таким мотором може стати, наприклад, сперматозоїд, тому як з фізіологічної точки зору його використання є найменш проблематичним – говорить професор Олів’є Р. Шмідт, директор Інституту інтегративної нанонауки в Дрездені.

Вчені створили радіокерованих сперматозоїдів.

Микротрубка для сперматозоїда під електронним мікроскопом

Ця ідея прийшла нам п’ять років тому. Тоді я зрозумів, що розміри сперматозоїдів аналогічні розмірам мікротрубок, які на той момент ми вже могли створювати.

Для створення біороботів з сперми, вчені почали експерименти з бичачої сперми, чиї сперматозоїди за розмірами схожі з людськими. Першим кроком для вчених було створення конічних магнітних трубок з тонких плівок титанового і залізного сплаву, здатних обволікати (ловити) сперматозоїди. Структура самої трубки така, що один з її кінців у діаметрі ширше, ніж інший, що дозволяє розмістити в ньому головку сперматозоїда бика.

Вчені створили радіокерованих сперматозоїдів.

При проведенні експерименту з клітинами і нанотрубками всередині чашки Петрі, сперматозоїди самостійно і без проблем самі потрапляли в ці трубки. Перебуваючи всередині, вони механічно закривалися і продовжували рух вже всередині трубки. А так як в микротрубках міститься магнітний матеріал, це дало вченим можливість віддаленого управління цими сперматозоїдами.

Ми використовуємо магнітне поле, щоб направляти так звані спермоботи і змінювати їх температуру, сповільнюючи або підвищуючи таким чином їх швидкість – пояснює Шмідт.

Весь експеримент проводився в штучних умовах, тобто не всередині живого організму.

Коли спермоботи досягають необхідного пункту призначення, на них подається команда для вивільнення сперматозоїда. І хоча вчені працюють над цим процесом, вони вважають, що відкриття трубок можливо за рахунок зміни оптимальної температури, яка дозволить цим трубкам розкритися. При цьому вивести мікротрубки з організму можна буде таким же чином, тобто за рахунок використання магнітного поля.

На відміну від магнітних наночастинок, магнітні нанотрубки абсолютно безпечні, так як вони не проникають всередину самих клітин. Адже за розміром вони більше цих клітин – говорить Вероніка Магданз, один з учених в цьому дослідженні.

Для вчених сперматозоїди є відмінними кандидатами для створення на базі них біороботів. По-перше, тому що їх дуже просто отримати, а по-друге, вони безпечні і показують високу ефективність пересування в межах фізіологічних рідин. На площі розміром 22×22 мм, вчені змогли створити близько 200 тисяч окремих мікротрубок. У рамках перших тестів дослідники працювали з розмороженими бичачими сперматозоїдами, залишавшимися життєздатними протягом декількох годин.

Вчені кажуть, що вже мають можливість створити сотні спермоботів в мікротрубках. При цьому швидкість пересування кожного з них може доходити до 100 мікрометрів в секунду, що приблизно дорівнює двом довжинам корпусу трубки, або в більш масштабних умовах – 50 метрового басейну, який людина зростом 1,80 метра вільним стилем пропливе за 14 секунд.

Перед можливістю застосування цього методу запліднення з людської спермою, вчені збираються протестувати його на тварин. Так як у дослідників з’явилася можливість управління спермоботом з похибкою декількох мікрометрів, подібні види біологічних роботів у перспективі можна буде використовувати для доставки необхідних ліків в будь-яку точку людського тіла.

Радимо прочитати нову статтю На сайті FCC помічений смартфон Motorola XT890 на базі 2 ГГц CPU Intel, в ній ви знайдете багато цікавої інформації.

Повні деталі цього дослідження були опубліковані в науковому журналі Applied Physics Letters.

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*

Можна використовувати XHTML теґи та атрибути: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>