Сложность лечения многих заболеваний, например, рака, заключается в том что медики не всегда знают, как доставить лекарство к нужному месту в организме.
Эту проблему могут помочь решить микророботы — крошечные «кораблики», которые доставят лекарство, проплыв по сосудам человека. Построить «судно» размером в несколько микрометров — миллионных долей метра — очень сложно, но команде ученых из Нидерландов удалось напечатать такие микроскопические структуры на 3D-принтере и даже научить их «плавать».
Микрокораблик и космический корабль из «Стартрека» ученые напечатали, просто чтобы проверить возможности 3D-принтера. Метод двухфотонной полимеризации — это способ печати, который позволяет создавать практически любые трехмерные структуры с микрометровым разрешением.
Для практических целей же больше пригодятся простые формы — спирали и эллипсоиды. Такие «кораблики» позволяют изучать термодинамические процессы в жидкостях и понимать, почему структура той или иной формы движется в разных средах по-разному.
Чтобы кораблики плавали, им нужно «топливо». В новом исследовании ученые из Университета Лейдена (Нидерланды) пробовали запускать спирали с помощью химической реакции. На один из концов спирали нанесли катализаторы — вещества, которые ускоряют реакцию и при этом не расходуются.
В ходе опытов применяли один из самых популярных катализаторов, использующихся для моделирования процессов в жидкостях, — смесь платины и палладия, которая катализирует распад перекиси водорода. За счет образующейся после распада энергии микрометровые кораблики могут двигаться.
В предыдущих подобных исследованиях микрометровые частицы не печатали, а синтезировали. Вещество-катализатор можно было нанести на частицу только напылением. При этом не удавалось зафиксировать частицу и проконтролировать, где именно будет находиться каталитический центр — то самое место, которое вступает в химическую реакцию и двигает частицу. Зато напечатанные на 3D-принтере частицы все зафиксированы в одном положении, и нанести на них каталитический центр получается с большой точностью.
Частицы с катализатором, нанесенным на боковую сторону спирали, двигались перпендикулярно своей оси и не вращались вокруг нее. Эти кораблики — пока лишь шаг в исследованиях, приближающий нас к микророботам. Доставлять лекарства они пока что не могут, зато помогают изучать, как искусственные и живые микроскопические объекты перемещаются в жидкостях.