Новый класс синтетических материалов может революционизировать медицину
Ученые разрабатывают материалы, которые можно было бы использовать для улучшения медицинских устройств и имплантатов, что приведет к улучшению вариантов лечения для пациентов. Современная медицина меняется благодаря постоянному прогрессу в области материалов и технологий. Метаматериалы, изготовленные человеком и обладающие свойствами, которых нет в природных материалах, разрабатываются с учетом конкретных устройств. Однако после создания метаматериала его свойства являются постоянными и не могут быть изменены.
Финансируемый ЕС проект был направлен на изменение этого положения. В рамках проекта, реализуемого с 2015 года, учёным удалось разработать метаматериалы, свойства которых можно изменять дистанционно с помощью магнитного поля. Используя эти метаматериалы, партнеры проекта разработали миниатюрные плавающие устройства, которые могли бы проложить путь для новых приложений в лаборатории на микросхеме.
Разработанные макроскопические плавающие устройства состоят из твердой ферромагнитной головки и гибкого хвоста длиной от 1 до 12 мм. Хвост позволяет устройствам двигаться в определенном направлении под воздействием магнитного поля. Ученые показали, что скоростью устройств можно управлять, манипулируя интенсивностью (до 3,5 мТл) и частотой (между 30 и 170 Гц) внешнего магнитного поля.
Революция в диагностике и доставке лекарств
Хотя подобные устройства уже производились ранее, первые могут быть изготовлены в промышленном масштабе, что означает, что в будущем могут быть созданы более дешевые микро флюидные системы. Эти устройства могут быть использованы для доставки лекарств в определенные части тела через центры жидкости, что откроет путь к революционным открытиям в медицине.
«Развитие этой технологии может радикально изменить способ выращивания лекарств. Эти устройства могут когда-нибудь доставлять лекарства в соответствующие части тела, протекающие через кровеносные сосуды», - объясняет соавтор исследования проф. Федор Огрин из Университета Эксетера в пресс-релизе, опубликованном на сайте координатора проекта.
Исследовательская группа по применению вышеуказанных плавающих устройств касалась вопроса о том, можно ли их использовать в качестве микро флюидных насосов, встроенных в системы «лаборатория на кристалле». В микрофизике насосы высокого давления часто необходимы для транспортировки жидкостей через микроскопические каналы. Команда показала, что устройства можно легко модифицировать, чтобы они работали в качестве насосов, что может быть эффективным способом обработки жидкостей такого масштаба.
Проект (метаматериалы с магнитным приводом) завершен в апреле 2019 года. Разработанные прототипы должны найти прямое применение в различных технологиях, от лабораторных систем до биомедицинских имплантатов. Достижения также будут способствовать снижению затрат на лечение.
