Robot kecil dari logam dan plastik dapat merevolusi bidang kedokteran
Robotics

Robot kecil dari logam dan plastik dapat merevolusi bidang kedokteran


Grafik komputer dari mikrovehicle dengan roda besi (emas) dan sasis polimer (merah). Kendaraan itu hanya berukuran panjang 0,25 milimeter. Kredit: Alcântara et al. Nature Communications 2020

Para peneliti di ETH Zurich telah mengembangkan teknik untuk membuat mesin sepanjang mikrometer dengan menghubungkan beberapa material dengan cara yang rumit. Mikrorobot semacam itu suatu hari nanti akan merevolusi bidang kedokteran.

Robot sangat kecil sehingga mereka dapat bermanuver melalui pembuluh darah kita dan mengirimkan obat ke titik-titik tertentu di tubuh — para peneliti telah mengejar tujuan ini selama bertahun-tahun. Sekarang, para ilmuwan di ETH Zurich untuk pertama kalinya berhasil membangun “mesin mikro” dari logam dan plastik, di mana kedua bahan ini saling terkait erat seperti mata rantai. Ini dimungkinkan berkat teknik manufaktur baru yang mereka buat.

“Logam dan polimer memiliki sifat yang berbeda, dan kedua bahan tersebut menawarkan keuntungan tertentu dalam membangun mesin mikro. Tujuan kami adalah memanfaatkan semua properti ini secara bersamaan dengan menggabungkan keduanya,” jelas Carlos Alcântara, mantan mahasiswa doktoral di kelompok Salvador Pané di Institut Robotika dan Sistem Cerdas dan salah satu dari dua penulis utama makalah ini. Biasanya, mesin mikro diberi daya dari luar tubuh menggunakan medan magnet, yang berarti mereka harus memasang bagian logam magnet. Polimer, sebaliknya, memiliki keuntungan karena dapat digunakan untuk membuat komponen yang lembut dan fleksibel serta bagian yang larut di dalam tubuh. Jika obat tertanam dalam jenis polimer yang dapat larut ini, dimungkinkan untuk memasok zat aktif secara selektif ke titik-titik tertentu di tubuh.

Robot mini dari logam dan plastik

Gambar mikroskopis dari mikrovehicle dua komponen yang ditunjukkan di atas. Kredit: Alcântara et al. Nature Communications 2020

Metode produksi berteknologi tinggi

Yang mendasari metode manufaktur baru adalah keahlian Profesor ETH Salvador Pané. Selama bertahun-tahun, ia telah bekerja dengan teknik pencetakan 3-D presisi tinggi yang menghasilkan objek kompleks pada tingkat mikrometer, teknik yang dikenal sebagai litografi 3-D. Ilmuwan ETH menerapkan metode ini untuk menghasilkan sejenis cetakan atau cetakan untuk mesin mikro mereka. Template ini memiliki alur sempit yang berfungsi sebagai “negatif” dan dapat diisi dengan bahan yang dipilih.

Menggunakan deposisi elektrokimia, para ilmuwan mengisi beberapa alur dengan logam dan lainnya dengan polimer sebelum akhirnya melarutkan template dengan pelarut. “Kelompok lintas disiplin kami terdiri dari insinyur listrik, insinyur mekanik, ahli kimia, dan ilmuwan material yang semuanya bekerja sama erat. Itulah kunci untuk mengembangkan metode ini,” kata Fabian Landers, seorang mahasiswa doktoral di grup Pané. Dia adalah penulis utama makalah lainnya, yang telah diterbitkan di jurnal Komunikasi Alam.

Kredit: ETH Zurich

Kendaraan dengan roda magnet kecil

Sebagai bukti prinsip pembuatan mesin mikro dengan material yang saling mengunci, para ilmuwan ETH menciptakan berbagai kendaraan mini dengan sasis plastik dan roda logam magnetik yang didukung oleh medan magnet yang berputar. Beberapa kendaraan dapat didorong melintasi permukaan kaca, sementara yang lain — bergantung pada polimer yang digunakan — dapat mengapung di dalam cairan atau di atas permukaan cairan.

Robot mini dari logam dan plastik

Gambar mikroskopis dari contoh lebih lanjut dari mesin mikro dua komponen. Kredit: Alcântara et al. Nature Communications 2020

Para ilmuwan sekarang berencana untuk menyempurnakan mesin mikro dua komponen mereka dan bereksperimen dengan bahan lain. Selain itu, mereka akan mencoba membuat bentuk dan mesin yang lebih kompleks, termasuk beberapa yang dapat melipat dan membuka sendiri. Selain berfungsi sebagai “kapal feri” yang mendistribusikan zat aktif, aplikasi mesin mikro di masa mendatang termasuk mengobati aneurisma (tonjolan di pembuluh darah) atau melakukan prosedur bedah lainnya. Tujuan penelitian lainnya adalah membuat stent (penyangga bejana berbentuk tabung) yang membuka sendiri dan dapat diposisikan di tempat tertentu di tubuh menggunakan medan magnet.


Peneliti membuat robot penangkap lalat


Informasi lebih lanjut:
CCJ Alcântara dkk. Mesin mikro multi-bahan 3D yang saling bertautan secara mekanis, Komunikasi Alam (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-19725-6

Kutipan: Robot kecil dari logam dan plastik dapat merevolusi bidang kedokteran (2020, 24 November) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-miniscule-robots-metal-plastic-revolutionize.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020