Искусственные реснички создали с помощью магнита. Mожет ли мозг, выращенный в лаборатории, обладать сознанием?
|
В природе реснички позволяют клеткам регулировать потоки жидкостей и даже двигаться. Теперь ученые смогли изготовить более прочные и гибкие структуры из магнитного материала
Природные реснички представляют собой микроскопические похожие на волосы структуры, которые в большом количестве встречаются на поверхности определенных клеток. Они помогают управлять потоками окружающей жидкости или, в случае некоторых простейших и других мелких организмов, выполняют двигательную функцию.
Теперь ученые изготовили похожие структуры из магнитного материала. Для этого авторы покрыли частицы оксида железа (γ-Fe2O3, или минерал маггемит) слоем полимера, содержащего термореактивные группы фосфоновой кислоты. В процессе синтеза группы кислоты связываются с поверхностью оксида металла, формируя похожие на реснички нити.
Размеры таких искусственных нановолокон можно контролировать с помощью температурного воздействия и магнитного поля. Чтобы синтез пошел, исследователи нагревали компоненты, а для придания ресничке продолговатой формы ее вытягивали с помощью магнитного поля. Термореактивный полимер связывался с поверхностью наночастиц и создавал длинные нити при одновременном нагревании до 37 °C и действии постоянного магнита.
По словам исследователей, полученные реснички невероятно гибкие, а процесс их синтеза можно модифицировать, чтобы получать нити нужной длины. Авторы показали, что можно одинаково хорошо получать структуры длиной от 10 до 100 микрометров с помощью нового метода. Теперь исследователи планируют внедрить в нанонити вещества, которые увеличат их прочность. Одновременно с этим ученые ищут потенциальные применения своей технологии в биомедицине.
Исследование опубликовано в The Journal of Physical Chemistry C.
Микрочастицы научились направлять против течения в имитирующей кровеносный сосуд трубке
Доставка лекарств в определенную часть тела пациента позволяет лечить патологии точечно, не нагружая весь организм. Ученые предложили использовать для этой цели частицы, управляемые магнитным полем и ультразвуком
На сегодняшний день разработано множество методов адресной доставки лекарств. Однако все они имеют свои недостатки — одними сложно управлять, за перемещением других практически невозможно следить, третьи токсичны, а четвертые дороги. Но ученые не отчаиваются и стараются разработать как можно более дешевый, простой, безопасный и удобный способ направлять лекарственные вещества именно в то место организма человека, где они необходимы.
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали новые микрочастицы из оксида железа и полимера диаметром 3 микрометра, движением которых можно управлять с помощью магнитного поля и ультразвука. В лаборатории ученые помещали эти шарики в жидкость, которая текла по стеклянной трубке с внутренним диаметром от 150 до 300 микрометров, имитируя кровеносный сосуд. При воздействии внешнего магнитного поля бусины собирались в скопление шириной примерно от 15 до 40 микрометров.
Затем авторы использовали ультразвуковые импульсы, чтобы перемещать это скопление вверх вдоль одной из стенок трубки. В одном из опытов ученые использовали вращающееся магнитное поле и смогли двигать микрочастицы против потока жидкости.
Теперь ученые планируют посмотреть, как эта технология будет работать в реальных кровеносных сосудах животных. Есть надежда, что в конечном итоге эти микрочастицы можно будет использовать не только для адресной доставки лекарств, но и в микрохирургических процедурах, таких как очистка закупоренных кровеносных сосудов.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Machine Intelligence.
Выращенный в пробирке мини-мозг не уступает мозгу зародыша