Estamos mais perto de poder engolir o cirurgião

Fabricação 3D de micro-hélices ocas projetáveis por holograma gerado por computador.
[Imagem: XIN Chen/YANG Liang]

Nanorrobôs no corpo humano

Na famosa palestra de 1959, quando o professor Richard Feynman, ganhador do Nobel de Física, propôs pela primeira vez o conceito de nanotecnologia, ele lançou também a ideia de "engolir o cirurgião", quando nanorrobôs poderiam ser injetados no corpo humano para realizar procedimentos médicos.

Com o desenvolvimento de tecnologias de fabricação em escalas micro e nano, o cirurgião de engolir está cada vez mais perto da realidade.

Inspirados pelos movimentos dos microrganismos na natureza, os micro e nanorrobôs artificiais estão atraindo grande atenção devido às amplas perspectivas de aplicação em cirurgias menos invasiva, entrega direcionada de medicamentos e desintoxicação.

Agora, uma equipe da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) fez um progresso notável na fabricação de micro-hélices e micromotores e demonstrou o potencial de sua aplicação na entrega de medicamentos e terapêutica visando células individuais.

Carga, transporte e liberação de nanopartículas e células-tronco neurais.
[Imagem: XIN Chen/YANG Liang]

A equipe do professor Jiaru Chu propôs um novo tipo de micro-hélice oca cônica e desenvolveu um método para fabricar rapidamente essas micro-hélices com parâmetros controláveis. A técnica usa feixes de vórtices gerados a partir da modulação espacial da luz. A micro-hélice é um modelo ideal para transporte em ambiente fluido.

Em comparação com micro-hélices retas, a capacidade de nado para frente das micro-hélices cônicas aumenta em 50% e a derivação lateral é reduzida em 70%. A equipe demonstrou as capacidades dessas micro-hélices para carregamento e liberação de nanocargas, bem como o transporte de células-tronco neurais.

Síntese de etapa única de microtubos bicônicos 3D com óptica de femtossegundos.
[Imagem: YANG Liang]

Por outro lado, o método de fabricação desenvolvido também pode ser usado para fabricar micromotores tubulares, que foram usados como uma ferramenta simples e manobrável no encapsulamento e transporte de células.

A equipe fabricou micromotores magnéticos 3D - que podem ser controlados remotamente por um campo magnético externo - aplicando seus vórtices ópticos estruturados em um material magnético. O tamanho e a geometria dos microtubos são controlados de forma flexível em três dimensões.

Observação in situ do desenvolvimento de doxorrubicina em células Hela direcionadas e do efeito do tratamento.
[Imagem: YANG Liang]

As demonstrações da tecnologia envolveram a propulsão precisa dos micromotores tubulares e a captura precisa, a entrega direcionada e a liberação das micropartículas.

Para chegar mais próximo das potenciais aplicações futurísticas, a equipe manipulou células únicas e partículas de drogas para monitorar a aplicação do fármaco doxorrubicina em células Hela.

O próximo passo será planejar os testes de todas essas tecnologias em modelos in vivo de cobaias.