Akıllı yara bakımı ve hedefe yönelik ilaç teslimatı alanında, ışıkla kontrol edilebilen yeni bir biyo-hibrid mikrorobot sistemi geliştirildi. Araştırmacılar, yeşil mikroalgler ile ilaç taşıyan nanopartikülleri bir araya getirerek, karmaşık donanımlara ihtiyaç duymadan yönlendirilebilen canlı mikrorobot sürüleri oluşturdu. Geliştirilen sistemde, Chlamydomonas reinhardtii türü yeşil mikroalgler kullanıldı. Bu mikroorganizmaların doğal ışığa duyarlı hareket kabiliyeti, ilaç taşıyan nanopartiküllerle birleştirilerek kontrollü bir taşıma mekanizmasına dönüştürüldü.
MAVİ IŞIKLA TOPLANIYOR, KIRMIZI IŞIKLA DAĞILIYOR
Geleneksel mikrorobot sistemleri çoğunlukla manyetik alan veya ses dalgalarıyla kontrol ediliyor. Yeni biyo-hibrid sistem ise yalnızca ışık komutlarıyla çalışıyor. Araştırmacılar, desenli mavi ışık kullanarak mikroalglerin sıvı-hava arayüzünde belirli bölgelerde toplanmasını sağladı. Bu yöntemle mikrorobot sürüleri yıldız, ok ve daha karmaşık geometrik yapılara yönlendirilebildi. Kırmızı ışık uygulandığında ise süreç tersine döndü ve sürüler dağılarak serbest forma geçti. Geliştirilen olasılıksal algoritmalarla sürü davranışının yüzde 95’in üzerinde doğrulukla kontrol edilebildiği bildirildi. Mikrorobot sürüleri, bütünlüklerini kaybetmeden daha küçük gruplara ayrılabiliyor, ilerleyebiliyor ve yeniden birleşebiliyor.
YARA ŞEKLİNE UYGUN AKILLI BANT
Çalışmada yapay zeka destekli görüntü segmentasyonu da kullanıldı. Araştırmacılar, simüle edilmiş sentetik doku üzerinde hastalıklı veya enfekte yara bölgesini haritalandırdı ve yaranın geometrisine uygun özel bir ışık maskesi oluşturdu. İlaç yüklü PLGA nanopartikülleri, elektrostatik etkileşimlerle mikroalglere bağlandı. Böylece biyo-hibrid mikrorobotlar, mavi ışık altında tıbbi bant üzerinde yaranın şekline uygun biçimde bir araya getirildi. Bant hedef bölgeye yerleştirildikten sonra kırmızı ışık uygulanarak mikrorobotların serbest kalması sağlandı. Testlerde, mikrorobotların yüzde 90’ının iki dakikadan kısa sürede ilaç yükleriyle birlikte doğrudan yara boşluğuna nüfuz ettiği belirtildi.
İLK HEDEF YÜZEYSEL YARA BAKIMI
Araştırmacılar, ışığın doku içinde derinlere nüfuz etmesinin sınırlı olması nedeniyle teknolojinin şimdilik yüzey seviyesindeki yara bakımı uygulamalarına daha uygun olduğunu belirtiyor. Gelecek çalışmalarda mikrorobotlara farklı tedavi edici ilaçların yüklenmesi ve sistemin canlı modellerde test edilmesi hedefleniyor. Bu aşamaların başarıyla tamamlanması halinde teknolojinin, akıllı yara bakımında hedefe yönelik ilaç taşıma için yeni bir seçenek sunabileceği değerlendiriliyor.
