Um novo tipo de micromotor - alimentado por ultrassom e dirigido por ímãs - pode mover células individuais e partículas microscópicas em ambientes lotados sem danificá-los. A tecnologia pode abrir novas possibilidades para a entrega de medicamentos direcionados, nanomedicina, engenharia de tecidos, medicina regenerativa e outras aplicações biomédicas.
"Esses micro-nadadores fornecem uma nova maneira de manipular partículas individuais com controle preciso e em três dimensões, sem ter que fazer preparação especial da amostra, marcação, modificação de superfície, "disse Joseph Wang, professor de nanoengenharia da Universidade da Califórnia em San Diego.
Wang, com Thomas Mallouk, um professor de química da Universidade da Pensilvânia, e Wei Wang, professor de ciência de materiais e engenharia no Harbin Institute of Technology na China, são autores seniores de um artigo que descreve os micromotores, publicado em 25 de outubro em Avanços da Ciência .
Os pesquisadores usaram os micromotores para empurrar partículas individuais de sílica e células HeLa em meio aquoso sem perturbar as partículas e células vizinhas. Em uma demonstração, eles empurraram partículas para formar letras. Os pesquisadores também controlaram os micromotores para escalar blocos e escadas microscópicas, demonstrando sua capacidade de se mover sobre obstáculos tridimensionais.
Os micromotores são ocos, estruturas poliméricas em forma de meia cápsula revestidas de ouro. Eles contêm um pequeno pedaço de níquel magnético em seus corpos, o que permite que sejam dirigidos com ímãs. A superfície interna é tratada quimicamente para repelir a água para que, quando submersa na água, uma bolha de ar se forma espontaneamente dentro do micromotor.
Essa bolha presa permite que o micromotor responda ao ultrassom. Quando as ondas de ultrassom atingem, a bolha oscila dentro do micromotor, criando forças que impulsionam seu movimento inicial. Para manter o micromotor em movimento, os pesquisadores aplicam um campo magnético externo. Ao mudar a direção do campo magnético, os pesquisadores podem dirigir o micromotor em diferentes direções e alterar sua velocidade.
"Temos muito controle sobre o movimento, ao contrário de um micromotor alimentado quimicamente que depende de um movimento aleatório para atingir seu alvo, "disse Fernando Soto, um Ph.D. em nanoengenharia estudante da UC San Diego. "Também, ultrassom e ímãs são biocompatíveis, tornando este sistema micromotor atraente para uso em aplicações biológicas. "
As melhorias futuras nos micromotores incluem torná-los mais biocompatíveis, como construí-los a partir de polímeros biodegradáveis e substituir o níquel por um material magnético menos tóxico, como óxido de ferro, pesquisadores disseram.
