Un equipo de investigación coreano desarrolló microrobots con alta eficiencia de propulsión en entornos de fluidos altamente viscosos, aplicando técnicas de propulsión que imitan el movimiento del movimiento ciliar de la paramecia.
Un equipo de investigación en el Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk DGIST, Corea del Sur, desarrolló microrobots ciliares para el suministro químico y celular que pueden controlarse con precisión y que se mueven a través de un movimiento ciliar similar a un paramecio.
DGIST anunció el martes 2 de agosto de 2016 que el equipo de investigación del profesor Choi Hong-soo del Departamento de Ingeniería Robótica desarrolló microrobots ciliares con alta eficiencia de propulsión en entornos de fluidos altamente viscosos en el cuerpo humano, como la sangre, imitando el movimiento de parameciacilios.
El equipo de investigación del profesor Choi logró fabricar los primeros microrobots ciliares del mundo utilizando tecnología de procesamiento tridimensional ultrafina y tecnología de accionamiento magnético asimétrico mediante la aplicación del movimiento ciliar del microorganismo, que hasta ahora solo se había teorizado, pero nunca se puso en práctica.
Los entornos microfluídicos en los que se mueven los microorganismos incluyen entornos altamente viscosos como los fluidos internos del cuerpo humano; por lo tanto, en un entorno macro, es difícil crear propulsión con mecanismos basados en la natación como el remo simétrico basado en la inercia como el utilizado por animales grandescomo los humanos. Como tales, los microorganismos que se mueven en entornos altamente viscosos utilizan otras técnicas de propulsión, como el movimiento de impulsión en espiral, el movimiento de onda progresiva, el movimiento alternativo asimétrico ciliar y similares.
Los microrobots que utilizan mecanismos de propulsión, como el movimiento de impulsión en espiral y el movimiento de onda progresiva, se realizaron e implementaron por primera vez en el Instituto Federal de Tecnología de Zurich, Suiza; Universidad de Twente, Países Bajos; y la Universidad de Harvard, EE. UU. Sin embargo, el desarrollo de microrobots queel movimiento que utiliza el movimiento ciliar ha estado ausente hasta ahora debido a la dificultad de producir una microestructura con una gran cantidad de cilios, así como con un accionamiento asimétrico.
El equipo de investigación del profesor Choi ha producido una microrobota ciliar con recubrimiento de níquel y titanio sobre material polimérico fotocurable, utilizando tecnología de proceso láser tridimensional y técnicas precisas de recubrimiento de metal.
Además, el equipo verificó que la velocidad y la eficiencia de propulsión de sus microrobots recientemente desarrollados fueron mucho más altas que las de los microrobots convencionales existentes que se mueven bajo un dispositivo de atracción magnética después de medir el movimiento de los microrobots cilíndricos utilizando tecnología de actuación magnética asimétrica.
La velocidad máxima de los microrobots ciliares con una longitud de 220 micrómetros y una altura de 60 micrómetros es de 340 micrómetros por segundo, por lo tanto, pueden moverse al menos 8.6 veces más rápido y hasta 25.8 veces más rápido que los microrobots convencionales que se mueven bajo un dispositivo de atracción magnética.
En comparación con los microrobots desarrollados previamente, se espera que los microrobots ciliares del profesor Choi entreguen mayores cantidades de productos químicos y células a las áreas objetivo en el entorno del cuerpo altamente viscoso gracias a su capacidad de cambiar libremente de dirección y moverse en una esfera de 80 micrómetros de diámetroal punto objetivo que se muestra en el experimento usando el campo magnético.
El profesor Choi del Departamento de Ingeniería Robótica de la DGIST dijo: "Con técnicas precisas de fabricación tridimensional y tecnología de control magnético, mi equipo ha desarrollado microrobots que imitan el movimiento de reciprocidad asimétrica de los cilios, que nunca se había realizado hasta ahora. Nos esforzaremos continuamente paraestudie y experimente con microrobots que pueden moverse y operar eficientemente en el cuerpo humano, de modo que puedan utilizarse en la entrega de químicos y células, así como en cirugía no invasiva ".
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Materiales proporcionado por ResearchSEA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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