İnsan dokuları; organları yaralanmaya karşı koruma gibi, fizyolojik işlevlerini yerine getirme yeteneklerini etkileyebilecek çeşitli mekanik uyaranlara maruz kalırlar. Bu tür uyaranların canlı dokulara in vivo ve in vitro olarak kontrollü bir şekilde uygulanmasının hastalığa yol açan koşulları incelemek için etkili olduğu kanıtlanmıştır.
EPFL‘de Selman Sakar’ın araştırma ekibi; hücreleri ve mikro dokuları mekanik olarak uyarabilen mikro makineler geliştirdi. Hücre büyüklüğünde yapay kaslarla çalışan bu aletler; fizyolojik koşullar altında mikroskobik ölçekte karmaşık manipülasyon görevleri gerçekleştirebilir.
Aletler; mikro ışınlayıcılardan ve lazer ışınları tarafından kablosuz olarak etkinleştirilen yumuşak robotik cihazlardan oluşur. Ayrıca, mikroakışkan yongaları da içerebilirler. Bu, çeşitli biyolojik numunelerin yüksek verimli kimyasal ve mekanik stimülasyonunu içeren kombinasyon testlerini yapmak için kullanılabilecekleri anlamına gelir.
Lego Benzeri Yapı
Lokomotor sistemini harekete geçirdikten sonra bilim insanları, bu fikirle karşılaştılar.
Sakar: “Dağıtılmış aktüatörlerin daralması ve uyumlu mekanizmaların deformasyonu ile güçlendirilen modüler bir sistem oluşturmak istedik.”
Sistemleri; uyumlu bir iskelet oluşturmak için çeşitli hidrojel bileşenlerini (Lego tuğlalarıymış gibi) biraraya getirmeyi ve ardından iskelet ile mikro-düzenleyiciler arasında tendon benzeri polimer bağlantıları oluşturmayı içerir. Bilim insanları; tuğlaları ve aktüatörleri farklı şekillerde birleştirerek, bir dizi karmaşık mikromakine yaratabilirler.
Çalışmanın Baş Yazarı Berna Özkale: “Yumuşak aktüatörlerimiz, yakın kızılötesi ışıkla etkinleştirildiğinde; hızlı ve verimli bir şekilde büzüşüyor. Tüm nano ölçekli aktüatör ağ, kasıldığında, çevresindeki cihaz bileşenlerini çekiyor ve makineye güç veriyor.”
Bu yöntemle, bilim insanları, belirli yerlerde birden fazla mikroaktüvatörü uzaktan aktif hale getirebiliyor. Mikroaktivatörler her büzülme-gevşeme döngüsünü milisaniye olarak tamamlar.
Temel araştırmaya ek olarak; bu teknoloji de pratik uygulamalar sunmaktadır. Örneğin, doktorlar bu cihazları dokuyu mekanik olarak uyarmak veya talep üzerine biyolojik ajanların verilmesi için mekanizmaları harekete geçirmek için minik tıbbi implantlar olarak kullanabilirler.
Comments