Future of fertility?
Sperm turned into trackable microrobots for drug delivery
Sperm microrobots tracked by X-ray mark the future of fertility, enabling precise drug delivery and IVF research.
Tiny and flexible, human sperm are getting a high-tech upgrade.
Researchers at the TechMed Centre of the University of Twente have transformed agile, fast-swimming sperm into tiny, magnetically controlled microrobots that can be tracked and steered inside a life-sized anatomical model.
https://interestingengineering.com/innovation/sperm-microrobots-drug-delivery
생식의 미래?
정자를 추적 가능한 마이크로로봇으로 바꿔 약물 전달
X선으로 추적하는 정자 미세로봇은 미래의 생식 능력을 보여주며, 정확한 약물 전달과 IVF 연구를 가능하게 합니다.
고 유연한 인간 정자가 첨단 기술로 업그레이드되고 있습니다.
트벤테 대학의 테크메드 센터 연구진은 민첩하고 빠르게 수영하는 정자를 실물 크기의 해부학적 모델 내부에서 추적하고 조종할 수 있는 작고 자기적으로 제어되는 마이크로 로봇으로 변형시켰습니다.
정자는 자연의 놀라운 수영 선수입니다. 정자의 주된 역할은 여성 생식기의 복잡한 환경을 헤쳐나가 난자에 도달하여 수정하는 것입니다.
각 정자는 속도를 높이기 위해 유선형으로 생겼으며, 앞으로 추진하는 꼬리와 유전 물질을 운반하는 머리가 있습니다.
정자가 작은 로봇이 되다
정자 세포는 생식 외에도 본질적으로 이동성과 적응성이 뛰어나 미세 로봇 분야에 유망한 후보로 떠오르고 있으며, 과학자들은 이를 통해 신체에서 접근하기 어려운 부위에 약물을 전달하고 진단을 수행하는 새로운 방법을 모색할 수 있습니다.
정자를 의료 분야에 활용하는 데 있어 가장 큰 어려움은 기존 영상 기술로는 정자가 보이지 않는다는 점입니다. 기존의 X선 영상 기술은 정자의 크기가 매우 작고 밀도가 낮으며 방사선에 거의 투명하기 때문에 정자를 감지하는 데 어려움을 겪습니다.
이런 한계로 인해 지금까지 과학자들은 인체 내부의 정자를 정밀하게 관찰하거나 제어할 수 없었습니다.
이를 극복하기 위해 트벤테 대학교 연구팀은 라드바우드 대학교 의료 센터와 워털루 대학교(캐나다)의 연구자 및 의료 전문가와 협력했습니다.
"지금까지 신체 내부의 정자를 시각화하는 것은 거의 불가능했습니다."라고 이 연구의 주저자이자 UT 연구원인 이슬람 칼릴이 말했습니다.
그들은 실제 정자 세포를 자기 나노입자로 코팅했는데, 이를 통해 정자 세포가 X선에서 보이고 외부 자기장에 반응할 수 있게 되었습니다.
자연과 의료 로봇의 만남
이 혁신적인 접근 방식을 통해 마이크로 로봇을 실시간으로 추적하고 실물 크기의 해부학적 모델 내에서 정확하게 조종할 수 있어 의료 마이크로 로봇공학의 획기적인 발전을 이루었습니다.
이는 자궁암, 자궁내막증, 자궁근종과 같은 질환에 대한 치료에 혁명을 일으킬 수 있는데, 이러한 질환은 현재 정확하고 최소 침습적 약물 투여 옵션이 부족합니다.
칼릴은 "우리는 자연의 세포 전달 시스템을 프로그래밍 가능한 마이크로로봇으로 바꾸고 있습니다."라고 말했습니다.
치료 외에도 정자의 움직임을 실시간으로 추적하면 수정의 생물학적 과정을 밝히고, 설명할 수 없는 불임에 대한 이해를 높이고, 시험관 수정(IVF)과 같은 보조 생식 기술을 더욱 개선할 수도 있습니다.
안전성 또한 중요한 고려 사항입니다. 실험 결과, 정자 -나노입자 클러스터는 생체적합성을 유지하여 72시간 노출 후에도 인간 자궁 세포에 유의미한 독성을 유발하지 않는 것으로 나타났습니다. 이는 향후 생체 내 적용이 가능할 수 있음을 시사합니다.
이 팀은 그들의 연구 결과를 오픈 액세스 저널 npj Robotics 에 게재했습니다 .
https://interestingengineering.com/innovation/sperm-microrobots-drug-delivery
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