پروفسور حامد شاهسون به همراه همکارانش در دانشگاه واترلو موفق به ابداع ریزربات‌های گیاهی شده است که با تحویل دارو و انجام انواع رویه‌های پزشکی می‌توانند از بستری شدن افراد در بیمارستان جلوگیری کنند.
به گزارش آی‌ای، گروهی از پژوهشگران دانشگاه واترلو از یک جهش قابل توجه در فناوری پزشکی رونمایی کردند. آنها مواد پیشرفته و هوشمندی ایجاد کرده‌اند که به عنوان پایه و اساس عصر جدیدی از ریزربات‌ها یا میکروربات‌های نرم پزشکی عمل می‌کنند که کلید تغییر احتمالی رویه‌های پزشکی به سمت کم‌تهاجمی‌تر و کارآمدتر شدن است.
این پژوهش به رهبری پروفسور حامد شاهسون از گروه مهندسی شیمی، رویکردی جامع برای طراحی، ترکیب، ساخت و دستکاری ریزربات‌ها را در بر می‌گیرد.
این ربات‌های کوچک می‌توانند در محیط‌های محدود و پر از مایع بدن حرکت کنند و محموله‌های شکننده مانند سلول‌ها یا بافت‌ها را به مکان‌های دقیق تحویل دهند. علاوه بر این، این ربات‌ها زیست‌سازگار و غیرسمی هستند و برای کاربردهای پزشکی ایده‌آل هستند.
این ربات‌ها که از کامپوزیت‌های هیدروژل پیشرفته ساخته شده‌اند، از نانوذرات سلولز پایدار مشتق شده از گیاهان استفاده می‌کنند. این ترکیب منحصر به فرد از مواد امکان کنترل و مانور دقیق را فراهم می‌کند.
پروفسور حامد شاهسون، مدیر مواد هوشمند برای فناوری‌های پیشرفته رباتیک(SMART-Lab) در بیانیه‌ای گفت: در گروه تحقیقاتی من، ما در حال پل زدن بین قدیم و جدید هستیم. ما میکروربات‌های نوظهور را با استفاده از مواد نرم سنتی مانند هیدروژل‌ها، کریستال‌های مایع و کلوئیدها معرفی می‌کنیم.
خودترمیم و تغییر شکل دهنده
یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های این مواد هوشمند، توانایی آنها در تغییر شکل در هنگام قرار گرفتن در معرض تحریک شیمیایی خارجی است که به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا تغییر شکل حیاتی برای ساخت ربات‌های نرم کاربردی را برنامه‌ریزی کنند.
بنابراین، این ربات‌ها را می‌توان برای کارهای پزشکی خاص، مانند بیوپسی و انتقال سلول و بافت طراحی کرد.
علاوه بر این، این ریزربات‌ها دارای کیفیت خودترمیم شوندگی منحصر به فردی هستند که نیاز به چسب‌های سنتی را از بین می‌برد. پژوهشگران می‌توانند این مواد را برش داده و به هم بچسبانند و اشکال مختلفی را برای رویه‌های مختلف پزشکی ایجاد کنند.
این ماده همچنین می‌تواند با مغناطیس تغییر یابد تا حرکت این ربات‌های نرم در بدن انسان تسهیل شود. پژوهشگران به عنوان اثبات مفهوم، با کنترل یک ربات کوچک با استفاده از یک میدان مغناطیسی، آن را در یک مسیر پر پیچ و خم مانور دادند.
این پژوهش، دامنه‌ای از امکانات را برای تحویل دقیق و هدفمند دارو، ترمیم بافت و کاوش در بدن انسان باز می‌کند.
پروفسور حامد شاهسون تاکید کرد: مهندسان شیمی نقش مهمی در پیشبرد مرزهای تحقیقات میکرورباتیک پزشکی دارند. رویارویی با بسیاری از چالش‌های بزرگ در میکرورباتیک مستلزم مهارت و دانش مهندسان شیمی از جمله انتقال گرما و جرم، مکانیک سیالات، مهندسی واکنش، پلیمرها، علم ماده نرم و سیستم‌های بیوشیمیایی است.
وی افزود: ما به لطف دانش و مهارت‌های چند رشته‌ای خود، موقعیت منحصربه‌فردی برای معرفی راه‌های نوآورانه در این زمینه نوظهور داریم.
مسیر رسیدن به مقیاس‌های زیر میلی‌متری
این پژوهش در اینجا به پایان نمی‌رسد، بلکه آغاز یک سفر هیجان انگیز است. چالش بعدی حامد شاهسون و گروه تحقیقاتی او این است که این میکروربات‌ها را به اندازه‌های زیر میلی‌متری برسانند.
گروه تحقیقاتی پروفسور شاهسون با پروفسور تیزازو مکونن از گروه مهندسی شیمی دانشگاه واترلو، پروفسور شرلی تانگ دانشیار رئیس علوم و پژوهش این دانشگاه و پروفسور امیررضا آقاخانی از دانشگاه اشتوتگارت آلمان همکاری نزدیکی دارد.
این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.