Page 12 - ME-02-digital_Neat

‫פצעים בעזרת שחרור חומרים מתאימים‪ ,‬ואפילו לבצע‬ ‫סוגים שונים של מיקרובוטים כאלה‪ ,‬והמשותף לכולם‬ ‫מחקר‬
‫ניתוחים מיקרוסקופיים ממוקדים"‪.‬‬ ‫הוא כושר תנועה עצמית‪ .‬אנו יכולים לגרום להם‬

‫הכל זורם‬ ‫לנוע בזכות היכולת של חלקיקים אלו לקצור אנרגיה‬
‫אחד האתגרים הגדולים בפיתוח בדיקות רפואיות בסדרי‬ ‫מהסביבה (דוגמת אנרגיה כימית) או אנרגיה חיצונית‬
‫(דוגמת חשמלית‪ ,‬מגנטית או אופטית) ולהמירה לתנועה‪.‬‬
‫גודל זעירים הוא הצורך לבצע אותן בסביבה נוזלית‪.‬‬ ‫דבר המצריך שבירת סימטריה כלשהי‪ ,‬גיאומטרית או‬
‫האבות הקדמונים שלנו אמנם יצאו מהמים לחיים‬ ‫חומרית‪ ,‬ברמת החלקיק עצמו כדי לגרום להם לנוע‪.‬‬
‫לדוגמה‪ ,‬נידוף של שכבת פלטינום בעובי של עשרות‬
‫ביבשה לפני כחצי מיליארד שנים‪ ,‬אבל אנו עדיין יצורים‬ ‫ננומטרים בלבד על מחצית פני השטח של חלקיק כדורי‬
‫מימיים מאוד‪ :‬כ‪ 70%-‬ממשקל גופנו הם מים‪ ,‬וכמעט כל‬ ‫(חלקיק יאנוס) יכול לגרום לו לנוע כתוצאה מריאקציות‬
‫התהליכים בגוף – מאספקת חמצן לרקמות ועד שכפול‬ ‫קטליטיות‪ .‬לחלופין‪ ,‬נידוף של זהב יכול לגרום לו לנוע‬
‫כתוצאה מהפעלת שדה חשמלי חיצוני‪ ,‬בשל שבירת‬
‫‪ – DNA‬מתקיימים בתוך תמיסות‪ .‬כדי לבצע בדיקות‬ ‫הסימטריה הנובעת מהמוליכות החשמלית של הזהב‪ ,‬או‬
‫יעילות בהתקנים זעירים‪ ,‬צריך לפתח יכולת לשלוט‬ ‫כתוצאה מהפעלת שדה אופטי‪ ,‬בשל בליעה מוגברת של‬
‫בזרימת כמויות מזעריות של נוזלים בסדר גודל של‬ ‫קרינה אלקטרומגנטית על החלק המצופה זהב הגורמת‬
‫ננוליטרים אחדים‪ ,‬ואף פחות מכך‪ .‬זה מסובך עוד יותר‬ ‫לחימום לא סימטרי של הנוזל ותנועה תרמו‪-‬פורטית‬
‫כשמדובר בנוזלים ביולוגיים‪ ,‬המכילים מולקולות גדולות‬ ‫של החלקיק‪ .‬ללא הכוונה‪ ,‬החלקיקים האלו למעשה‬

‫כמו חלבונים‪.‬‬ ‫אוטונומיים בבחירת מסלולי התנועה שלהם‪ .‬אולם‪,‬‬
‫התקן חדשני לבדיקות זעירות שמפתחת המעבדה של‬ ‫ניתן גם להכווין את התנועה שלהם בעזרת שדה מגנטי‪,‬‬
‫פרופ' מורן ברקוביץ' בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון‪,‬‬
‫מסוגל להזרים ננוליטרים של תמיסות לאתרים בגודל‬ ‫חשמלי או אופטי"‪.‬‬
‫מיקרוני על גבי דגימות ביולוגיות משטחיות כמו תאים‬ ‫השימושים של חלקיקים כאלה יכולים להיות רבים‬
‫ומגוונים‪" .‬למשל‪ ,‬אנחנו יכולים לייצר חלקיק שנושא‬
‫ורקמות‪ ,‬ובכך מאפשר לבצע בדיקות מרובות על גבי‬ ‫תרופה על הצד החיצוני שלו‪ ,‬או מכיל אותה בתוכו‪,‬‬
‫אותה דגימה‪" .‬המכשיר כולל שתי מיקרו‪-‬תעלות‪ ,‬אחת‬ ‫ומשחרר אותה בהגיעו ליעד‪ ,‬בין אם בדיפוזיה או כתגובה‬
‫לסיגנל מסוים מבחוץ‪ .‬תאר לך חלקיק כזה שנושא‬
‫מזרימה נוזלים לאתר הבדיקה‪ ,‬ואחרת שואבת אותם‬ ‫תרופה המיועדת לתאים או אזורים מסוימים בגוף – הוא‬
‫החוצה‪ ,‬וההזרמה נעשית בעזרת שדות חשמליים"‪,‬‬
‫נצמד לתאי היעד‪ ,‬משחרר את התרופה"‪.‬‬
‫מסבירה הדוקטורנטית נדיה אוסטרומוחוב שפיתחה את‬ ‫האפשרויות להשתמש בחלקיקים כאלה רבות‪ ,‬לא רק‬
‫המכשיר‪" .‬לאתר הבדיקה אנו יכולים להביא כל תמיסה‬
‫שאנו רוצים שתגיב עם הדגימה‪ .‬למשל‪ ,‬חלבונים‪ ,‬נוגדנים‬ ‫ברפואה‪" .‬יהיה אפשר להשתמש בהם בעתיד לניקוי‬
‫או ‪ DNA‬מסומנים פלואורסצנטית המשמשים לבדיקות‬ ‫סביבות מימיות‪ ,‬דוגמת איסוף כתמי נפט‪ ,‬לניטרול רעלים‬
‫סרטן או גילוי מחלות גנטיות‪ .‬ההתקן סורק את המשטח‬
‫באמצעות ריאקציות כימיות המתוכנתות על פני השטח‬
‫ונמצא מתחת למיקרוסקופ‪ .‬כשמתרחשת תגובה של‬ ‫של החלקיקים"‪ ,‬אומר פרופ' יוסיפון‪" .‬ברפואה בכלל יהיו‬
‫הנוזל המוזרם על המשטח‪ ,‬אפשר לראות אותה בקלות‬
‫למיקרובוטים כאלה – או אפילו ננובוטים זעירים עוד‬
‫ולהמשיך לאתר הבא"‪.‬‬ ‫יותר – מגוון רב של יישומים‪ .‬הם יהיו הרבה יותר חכמים‪,‬‬
‫השימוש הראשון להתקן כזה הוא כמובן דיאגנוסטיקה‬
‫עם מספר מודים של הנעה‪ ,‬יהיה אפשר לשדר אליהם‬
‫רפואית‪" .‬אנו יכולים לעשות הרבה מאוד בדיקות על‬ ‫והם ישדרו בחזרה‪ .‬הם יוכלו לשמש כחיישנים בתוך הגוף‬
‫אותה הדגימה‪ ,‬כמו למשל לבדוק אם היא מכילה שורה‬
‫לרעלנים או למחלות שונות‪ ,‬הם יוכלו לזרז החלמה של‬

‫‪ | 12‬הפקולטה להנדסת מכונות‬