Nhập từ khóa...Tìm kiếm
Khoa học và công nghệ
Khoa học và công nghệ
Sự tương tác giữa robot y tế microswimmer và hệ thống miễn dịch của con người 
21/10/2020 
 

Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu robot đã thiết kế những robot nhỏ, không dây, có cảm biến và di chuyển linh hoạt, được gọi là microswimmer. Những robot này rất hữu ích trong ngành y, đặc biệt là để thực hiện những liệu pháp xâm lấn tối thiểu ở các bộ phận khó tiếp cận như hệ thống thần kinh trung ương hoặc hệ thống mạch máu.


Mặc dù microswimmer có thể giúp can thiệp vào các vị trí nhạy cảm bên trong cơ thể, nhưng việc sử dụng chúng cũng đi kèm với một số rủi ro. Chẳng hạn như chúng bị coi là những kẻ xâm nhập, làm phát sinh những phản ứng không mong muốn từ hệ thống miễn dịch của con người, vốn được thiết kế để nhận biết và bảo vệ cơ thể khỏi các vật thể và sinh vật ngoại lai. Khi các tế bào của hệ thống miễn dịch, chẳng hạn như đại thực bào, phát hiện vật lạ hoặc kẻ xâm nhập, chúng sẽ hành động bằng cách cố gắng loại bỏ hoặc vô hiệu hóa nó, thông qua quá trình thực bào.

Để khắc phục vấn đề này và đảm bảo microrobots không kích hoạt phản ứng miễn dịch, các robot cần được thiết kế sao cho giảm thiểu sự tương tác vật lý với các tế bào của hệ thống miễn dịch và đặc biệt là dạng, và cấu trúc hóa học trên bề mặt, vì những yếu tố này có thể đóng vai trò chính trong các tương tác của robot với các tế bào hệ thống miễn dịch. Tuy nhiên cho đến nay, việc này rất khó thực hiện .

Các nhà nghiên cứu gồm Immihan Ceren Yasa, Hakan Ceylan và đồng nghiệp tại Viện Hệ thống Thông minh Max Planck (Max Planck Institute for Intelligent Systems) gần đây đã nghiên cứu về sự tương tác giữa các thông số thiết kế microswimmer dùng cho ứng dụng y tế và hệ thống miễn dịch của con người. Báo cáo của nhóm nghiên cứu khá thú vị, giúp ích cho việc phát triển microrobots mà không kích hoạt hệ thống miễn dịch, trong khi vẫn duy trì hiệu suất vận động cao. Báo cáo này đã được đăng trên Science Robotics.

Về cơ bản, các nhà nghiên cứu đã quan sát hai loại tế bào có chức năng miễn dịch thu được từ chuột thí nghiệm là các đại thực bào và tế bào lách. Họ thấy rằng, số vòng xoắn của robot microswimmer có liên quan đến việc làm phát sinh các phản ứng miễn dịch. Phát hiện này cho thấy, cấu trúc của microrobots y tế nên tối ưu hóa bằng cả hiệu suất vận động và sự tương tác của chúng với các tế bào miễn dịch. Hai yếu tố này cần được khám phá đồng thời để tìm ra một sự “thỏa hiệp”, cho phép microswimmer di chuyển hiệu quả bên trong cơ thể mà không bị tương tác với các tế bào miễn dịch.

Các nhà nghiên cứu thấy rằng, các tương tác liên quan đến hình thái giữa các đại thực bào và microrobots cũng có thể khai thác để thiết kế các loại microrobot sinh học mới. Họ đã thiết kế 'immunorobots', kết hợp giữa khả năng di chuyển ổn định của microswimmer và khả năng điều hòa miễn dịch của các tế bào miễn dịch.

Trong tương lai, những robot này có thể sử dụng để thực hiện các can thiệp trị liệu miễn dịch bên trong cơ thể con người. Ví dụ, các bác sĩ có thể điều khiển chúng đến gần các khối u, để hạn chế tác động của các phản ứng miễn dịch ở khu vực lân cận.

Diệu Huyền (CESTI) - Theo Techxplore.com

Admin