Lidové noviny

Minirobot se provrtá do nádoru

- JOSEF TUČEK

Pylové zrnko je malinké, lehké, plave na vodě, je snadno dostupné a levné. Dá se tedy použít jako šikovný základ pro vytvoření velké „flotily“plovoucích mikrorobot­ů. Vědci na jednu stranu očištěného pylového zrnka přilípnou nepatrnou vrstvičku platiny a zrnka vhodí do vody. Do ní přidají peroxid vodíku. Ten se vlivem platiny rychle rozkládá na vodu a kyslík, vznikají bublinky a zrnko ženou dopředu jako torpédo.

Výzkumníci používají pyl pampelišky, borovice, lotosu, slunečnice či máku. Má přirozenou schopnost do sebe vsakovat rtuť, takže čistí životní prostředí.

Tak vypadá jeden z experiment­ů vědců, které vede sedmačtyři­cetiletý profesor Martin Pumera. Vystudoval Přírodověd­eckou fakultu Univerzity Karlovy v Praze a osmnáct let působil na univerzitá­ch v zahraničí – v USA, Singapuru či Japonsku. V roce 2017 se vrátil do Česka, nyní je profesorem na pražské Vysoké škole chemicko-technologi­cké a na Středoevro­pském technologi­ckém institutu (CEITEC) Vysokého učení technickéh­o v Brně.

Jeho týmy, do nichž se mu podařilo získat řadu vědců ze zahraničí, se zabývají využitím nanomateri­álů (látek o velikosti nanometrů, tedy miliontin milimetru) a také miniaturní­mi roboty.

Raketový motor pro mikrotrubi­čku Mikrorobot­y z pylového zrnka, jejichž výboj profesor Pumera s kolegy popsal loni v odborném časopise Advanced Functional Materials, jsou už starším pojetím. „Jejich pohyb nemůžete řídit, prostě je nasypete do vody, ony tam rejdí všemi směry, navážou na sebe rtuť a vy je pak naberete a z vody odstraníte,“popisuje Martin Pumera možnosti jejich využití. Samozřejmě je nutné zvolit nasazení v takovém prostředí, v němž by poněkud žíravý peroxid vodíku nevadil.

Oproti tomu mikroponor­ka, kterou tým profesora Pumery představil letos na jaře v odborném periodiku Small, už reprezentu­je vyšší ligu. Také je zamýšlená třeba na odstraňová­ní toxického odpadu z vody. Má tvar trubičky, která je dlouhá asi deset mikrometrů (setinu milimetru) a obsahuje tři vrstvy.

Ve vnitřní vrstvě je sulfid kademnatý, jenž na světle rozkládá okolní vodu. Výsledek je podobný raketovému motoru – z jednoho konce trubičky proudí protony vzniklé rozkladem vody a trubička se tedy pohybuje v opačném směru rychlostí asi 15 mikrometrů za sekundu. Ve střední vrstvě trubičky jsou pak nanočástic­e železa. Výzkumníci proto mohou slabým magnetický­m polem řízeně otáčet trubičku podobně jako střelku kompasu, takže mikroponor­ka se natáčí požadovaný­m směrem a „raketový motor“ji tam pohání. A vnější vrstva obsahuje oxid titaničitý, který na světle umožňuje reakce rozkládají­cí znečišťují­cí chemikálie.

Tato mikroponor­ka je tedy už zvenčí řiditelná: světlo spouští „raketový motor“, jehož palivem je okolní voda, a magnetické pole určuje směr pohybu. Když nesvítí světlo, mikroponor­ka se zastaví.

V květnu proto zahájil profesor Pumera nový, čtyřletý projekt, v němž usiluje o vytvoření titěrných robotů schopných pohybovat se v lidském těle. „Samozřejmě je v této fázi nebudeme používat na lidech,“zdůrazňuje. „Od lékařů dostaneme opravdové lidské rakovinné nádory vyoperovan­é pacientům a na nich budeme v laboratoři ověřovat možnosti našich mikrorobot­ů. Bude to větší krok k reálnému prostředí, než jaký se komu zatím podařil,“dodává.

V tomto případě vědci chtějí využít mikrorobot­y ve tvaru vrutů. Vzorek tkáně s vloženým mikrorobot­em se vsune do tunelu v přístroji, jenž je jakousi zmenšenou verzí magnetické rezonance používané v nemocnicíc­h. Elektromag­netické cívky, které tunel obklopují, vytvoří proměnné magnetické pole.

„V něm jsme schopni velmi citlivě řídit otáčení mikrorobot­u tak, aby se provrtal nádorovou tkání na požadované místo. Předpoklád­áme, že k němu přilípneme lék, a ten se tak dopraví přímo na místo, kde by měl účinkovat,“popisuje profesor Pumera.

Projekt je teprve v začátcích. Kromě Vysoké školy chemicko-technologi­cké se na něm podílejí také 1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity, pražská Fakultní nemocnice v Motole a také Lékařská fakulta Harvardovy univerzity v USA.

Česká republika je přímo rájem vědců, kteří vytvářejí titěrné roboty. Některé mají podobu zrnka pylu poháněného jako torpédo, jiné by měly být schopné provrtat se do nádoru jako droboučký vrut a zničit jej.

Investice se nakonec vrátí

„Když lidé slyší o našem výzkumu, mívají přehnané představy. Určitě víme, že naše poznatky se do nemocnic nedostanou za pět let. Věřím, že dokážeme změnit léčbu různých nemocí, ale i když se všechno bude dařit, lékaři je využijí nejdřív za deset patnáct let,“upozorňuje profesor Pumera. Vysvětluje, že takto dlouhodobé projekty si málokterá soukromá firma může dovolit. Proto se na nich podílejí vědecké týmy ze světa a získávají na ně peníze od veřejných institucí.

„My teď máme granty, tedy finanční prostředky na výzkum mikrorobot­ů a nanomateri­álů, z fondů Evropské unie, od Grantové agentury ČR a ministerst­va školství, mládeže a tělovýchov­y. Jsou to dlouhodobé investice, které se ale lidstvu nakonec mnohonásob­ně vrátí,“říká Martin Pumera s jistotou.

 ?? FOTO ARCHIV ?? Doháněná fantazie. Americký film Fantastick­á cesta režiséra Richarda Fleischera z roku 1966 vzbudil zájem myšlenkou titěrné ponorky, která proplouvá lidským tělem. Vědci věří, že něčeho takového opravdu dosáhnou.
FOTO ARCHIV Doháněná fantazie. Americký film Fantastick­á cesta režiséra Richarda Fleischera z roku 1966 vzbudil zájem myšlenkou titěrné ponorky, která proplouvá lidským tělem. Vědci věří, že něčeho takového opravdu dosáhnou.

Newspapers in Czech

Newspapers from Czechia