Миниатюрные хирургические инструменты диаметром около 1 мкм могут совершить революцию во многих областях медицины.

Промышленные двухчелюстные грейферы
Слева направо: имитация процесса биопсии из культуры живых клеток с помощью микрогрейферов; более сложная задача — захват образца плотной ткани бычьего мочевого пузыря; захват живых клеток, меченых флуоресцентным маркером
Под действием разных химических веществ челюсти микрогрейфера раскрываются и закрываются

Наверняка не все знают термин грейфер, но наверняка почти все знают, как грейфер выглядит — его (взгляните на иллюстрацию слева) широко используют в промышленности, при дорожном строительстве и возведении зданий. Похожие инструменты применяют и хирурги, например, при биопсии (изъятии материала для анализа).

Существенно облегчить работу хирургам и жизнь их пациентам могут микрогрейферы, разработанные недавно группой Дэвида Грациаса (David Gracias). В отличие от существующих аналогов, микрогрейферы не травмируют ткани, не требуют использования механических тяг или электрических двигателей и могут безболезненно проникнуть в любой участок тела.

Микрогрейфер — система сложная, включающая шесть «челюстей», состоящих из полимерной сердцевины и нескольких слоев металлов. С помощью магнитного поля одну или несколько таких «звездочек», контролируя их положение с помощью компьютерной или магниторезонансной томографии, можно завести по кровеносным сосудам в самые труднодоступные участки организма. При повышении температуры до 40 градусов пластмасса размягчается, позволяя металлическим лапкам сжаться и захватить микроскопический участок ткани.

С живыми объектами исследователи пока не работали, но управлять микрогрейферами в тонких и извитых стеклянных капиллярах научились виртуозно. Для тренировки они использовали микроскопические стеклянные бусинки, выбирая из кучки окрашенные и не трогая прозрачные.

В перспективе микрогрейферы можно использовать и для доставки в нужное место стволовых клеток и лекарственных препаратов. Правда, для этого необходимо добиться того, чтобы лепестки микроинструмента могли не только закрываться, но и раскрываться под действием безвредных для организма веществ. Сейчас это можно сделать только с помощью химикатов, не пригодных для использования в живом организме — например, открыть их можно раствором уксусной кислоты, а закрыть перекисью водорода.

Однако перспективы разработки настолько многообещающи, что на продолжение исследований Грациас и его коллеги уже получили 1,5-миллионный грант. Через 5 лет исследователи надеются получить инструмент, пригодный для применения в медицине.

Читайте также о создании самого острого в мире ножа — наноскальпеля с лезвием из цепочки отдельных атомов — «Тонкий надрез».

«Вечная молодость»