Sperma - inspirierte Roboter zur Arzneimittelabgabe , IVF, Zellsortierung und andere Anwendungen auf der mikroskopischen Ebene

Ein Team von Forschern an der Universität Twente (Niederlande) und der deutschen Universität in Kairo (Ägypten) hat Sperma -inspirierte Mikroroboter , die durch oszillierende schwachen Magnetfeldern gesteuert werden kann, entwickelt.

In einem Leitartikel in der Zeitschrift Applied Physics Letters, die von AIP Publishing ist beschrieben , die 322 Mikrometer langen Roboter bestehen ausschließlich aus einem Kopf in eine dicke Kobalt-Nickel- Schicht überzogen und einem unbeschichteten Schwanz. Wenn der Roboter auf ein Wechselfeld von weniger als fünf Millitesla ausgesetzt - über die Stärke eines dekorativen Magnets - erfährt eine magnetische Drehmoment auf den Kopf , der seine Geißel verursacht zu schwingen und treiben sie voran. Die Forscher sind dann in der Lage , den Roboter durch die Ausrichtung der magnetischen Feldlinien in Richtung eines Bezugspunktes zu steuern.

Islam Khalil entwarf die MagnetoSperm Mikroroboter mit Sarthak Misra und Kollegen an MIRA - Institut für Biomedizinische Technik und technische Medizin an der University of Twente . "Die Natur hat effiziente Instrumente für die Fortbewegung bei MikrowaagenTherapie Aufgaben konzipiert . Unsere Mikroroboter werden entweder von der Natur inspirieren oder direkt verwenden lebende Mikroorganismen wie magnetotaktischen Bakterien und Samenzellen für komplexe Mikromanipulationund gezielte , " Dr. Sarthak Misra ( Principal Investigator der Studie und Associate Professor an der University of Twente) sagte .


MagnetoSperm führt eine gegeißelt schwimmen mit schwachen oszillierenden Magnetfelder.
Credit: I.S.M. Khalil / GUC

" Da die Technologie fortschreitet und viele Produkte immer kleiner , wird es schwierig, Objekte auf Nano- und Mikrowaagenmontieren ", Dr. Khalil Islam , Assistant Professor der German University in Cairo , sagte. " MagnetoSperm kann verwendet werden, zu manipulieren und mit Hilfe eines externen Quelle des Magnetfeldes an seine Bewegung steuern montieren Objekte auf diesen Skalen . "

Neben der Nanoanordnung, öffnet sich die radikale Verkleinerung durch die Verschiebung der Macht und Navigationssysteme gewährt eine breite Palette von Aufgaben, die die biomedizinische MagnetoSperm durchführen können , sagte Khalil . Dazu gehören die gezielte Wirkstofffreigabe , in -vitro-Befruchtung , Zellsortierung und Reinigung von verstopften Arterien , unter anderem.

Der Mikroroboter wurde durch Schleuderbeschichten auf ein Siliziumträgerwafereinen fünf -Mikrometer- Schicht aus SU -8, eine zur Erleichterung der Herstellung und der mechanischen Stabilität gewählten Polymers . Die Kobalt-Nickel -Schicht wurde dann unter Verwendung von Elektronenstrahlverdampfungauf den Kopf gegeben.

In Zukunft wollen die Forscher weiter zu verkleinern die Größe der MagnetoSperm . Das Team arbeitet derzeit an einem Verfahren , um eine magnetische Nanofaser , die als eine Geißel verwendet werden können, zu generieren.