به تازگی پژوشگران آلمانی با توسعه مواد و روش‌های ساخت متفاوت توسط چاپگرهای سه بعدی میکروسکوپی موفق شدند، خواص مغناطیسی را به صورت کاملا مستقل از هندسه دستگاه تنظیم کنند.

سیناپرس - پژوهشگران آلمانی امیدوارند با ساخت ریزعملگرهای مغناطیسی که قادر به حرکت در داخل مایع هستند، بتوانند مواد دارویی و حسگرهای پزشکی را به هر نقطه‌ای از بدن انسان بفرستند.

میکرو روبات‌های شناگر تحولی در علم پزشکی

عملگرهای مارپیچی شکل، توسط یک میدان مغناطیسی دوار خارجی به حرکت در می‌آیند. آنها خود را در جهت خطوط میدان مغناطیسی تنظیم می‌کنند و حول محور طولی خود می‌چرخند.

با استفاده از روش‌های معمولی ساخت، خواص مغناطیسی این اشیای میکرونی به شکلشان وابسته است و این محدودیت، پژوهشگران را با مشکل عدم کنترل دقیق و هدایت پایدار عملگرها مواجه کرده است.

این دستگاه ها در گذشته چندان کارآمد نبودند زیرا با حرکت رو به جلو دچار لرزش می‌شدند و خواص مغناطیسی‌ مطلوبی هم نداشتند. به تازگی پژوشگران آلمانی با توسعه مواد و روش‌های ساخت متفاوت توسط چاپگرهای سه بعدی میکروسکوپی موفق شدند، خواص مغناطیسی را به صورت کاملا مستقل از هندسه دستگاه تنظیم کنند.

آنها از رزین‌های اپوکسی زیست‌سازگار و حساس به نوری که در آن نانوذرات مغناطیسی گنجانیده شده است استفاده کردند. در بخش اول، آنها یک لایه نازک از این مواد را در معرض میدان مغناطیسی قرار دادند. این کار نانوذرات رامغناطیسی می‌کند و ذرات را به صورت خطوط موازی هم بازچینی می‌کند. جهت این خطوط خواص مغناطیسی ماده را تعیین می‌کند.

سپس پژوهشگران ساختارهای بلند و باریک ریزی را از فیلم‌های اپوکسی تولید کردند که فیلم‌های اپوکسی از طریق‌ پلیمریزاسیون دو فوتونی اصلاح شده بودند.

این روش همانند یک چاپگر سه بعدی میکروسکوپی است به این صورت که یک پرتوی لیزر از طریق سیستم کنترل رایانه‌ای به طور سه بعدی به لایه رزین اپوکسی تابانده می‌شود و رزین را به صورت نقطه‌ای پرداخت می‌کند. نواحی دیگر رزین توسط یک حلال شسته شده و جدا می‌شوند.

این روش به پژوهشگران اجازه می‌دهد ساختارهای مارپیچی به طول 60 و قطر 9 میکرومتر را با مغناطیس‌پذیری عمود بر محور طولی بسازند که با روش‌های ساخت رایج امکان‌پذیر نبوده است.

عملگرهای جدید نسبت به نمونه‌های قبلی 4 برابر سریعتر حرکت می‌کنند، نمی‌لرزند و به دقت قابل کنترل هستند.

میکرو عملگرهای قبلی معمولا به شکل یک بطری بازکن (مارپیچ) ساخته می‌شدند، اما به لطف فناوری ساخت میکروسکوپی سه بعدی پژوهشگران آلمانی توانستند اشکال اصلاح شده‌ای به صورت نوار پیچ خورده و سیم پیچ های تاب خورده تولید کنند.

آزمایشات نشان می دهد که این اشکال به همان سرعت عملگرهای مارپیچی حرکت می‌کنند، اما سطح آنها دو تا چهار برابر بزرگتر است زیرا اگر قرار باشد این عملگرها مواد دارویی یا مولکول‌های حسگر شیمیایی را به نقاط خاصی از داخل بدن منتقل کنند باید توسط مولکول‌های مربوطه پوشانده شوند و هرچه سطح آنها بزرگتر باشد مقدار مواد بیشتری را می توانند منتقل کنند.

پژوهشگران نشان دادند با اتصال آنتی‌بادی‌ها به سطح موتورهای مارپیچی می‌توان این ساختارها را با مواد زیست‌پزشکی متنوعی پوشاند. و با توسعه ساخت میکروروبات‌های زیست‌پزشکی در آینده نزدیک می‌توان شاهد تحولی در علم پزشکی بود.