স্টারফিশ লার্ভাতে অনুপ্রেরণা খোঁজা

রাহেল কুঞ্জলার দ্বারা

বিজ্ঞানীদের মধ্যে, ক্ষুদ্র যন্ত্রের প্রতি ব্যাপক আগ্রহ রয়েছে যা ওষুধে বিপ্লব ঘটাতে প্রস্তুত। এই মাইক্রোরোবটগুলি, প্রায়শই চুলের ব্যাসের একটি ভগ্নাংশ, নির্দিষ্ট এলাকায় ওষুধ সরবরাহ করতে এবং ক্ষুদ্রতম অস্ত্রোপচারের পদ্ধতিগুলি সম্পাদন করার জন্য শরীরের মধ্য দিয়ে সাঁতার কাটতে তৈরি করা হয়।

এই রোবটগুলির নকশাগুলি প্রায়শই ব্যাকটেরিয়া বা শেত্তলাগুলির মতো প্রাকৃতিক অণুজীব দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়। এখন, প্রথমবারের মতো, ETH জুরিখের একটি গবেষণা দল স্টারফিশ লার্ভা দ্বারা অনুপ্রাণিত একটি মাইক্রোরোবট ডিজাইন তৈরি করেছে, যা সাঁতার কাটতে এবং খাওয়ানোর জন্য তাদের পৃষ্ঠে সিলিয়ারি ব্যান্ড ব্যবহার করে। আল্ট্রাসাউন্ড-অ্যাক্টিভেটেড সিন্থেটিক সিস্টেম স্টারফিশ সিলিয়ারি ব্যান্ডের প্রাকৃতিক ব্যবস্থার অনুকরণ করে এবং লার্ভার গতি এবং ম্যানিপুলেশন কৌশলগুলিকে প্রতিলিপি করার জন্য অরৈখিক ধ্বনিতত্ত্ব ব্যবহার করে।

তরল দূরে ঠেলে বা এটি চুষে চুল

এটি সাঁতার কাটা বা খাওয়ানোর উপর নির্ভর করে, স্টারফিশ লার্ভা ঘূর্ণির বিভিন্ন প্যাটার্ন তৈরি করে। (ছবি: প্রকাশ ল্যাব, স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়)

প্রথম নজরে, মাইক্রোরোবটগুলি স্টারফিশ লার্ভার সাথে সামান্য মিল বহন করে। এর লার্ভা পর্যায়ে, একটি স্টারফিশের একটি লবড শরীর থাকে যা মাত্র কয়েক মিলিমিটার জুড়ে পরিমাপ করে। এদিকে, মাইক্রোরোবট একটি আয়তক্ষেত্র এবং দশগুণ ছোট, এক মিলিমিটারের মাত্র এক চতুর্থাংশ। কিন্তু দুজনের মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে: পৃষ্ঠের উপর সূক্ষ্ম, চলমান চুলের একটি সিরিজ, যার নাম সিলিয়া।

একটি স্টারফিশ লার্ভা এই কয়েক হাজার লোম দিয়ে আবৃত থাকে। সারিবদ্ধভাবে সাজানো, তারা একটি সমন্বিত ফ্যাশনে পিছে পিটিয়ে চারপাশের জলে এডি তৈরি করে। দুটি সারির আপেক্ষিক অভিযোজন শেষ ফলাফল নির্ধারণ করে: একে অপরের দিকে বিটিং সিলিয়ার দুটি ব্যান্ড ঝোঁক একটি থ্রাস্ট ইফেক্ট সহ একটি ঘূর্ণি তৈরি করে, লার্ভাকে চালিত করে। অন্যদিকে, দুটি ব্যান্ড একে অপরের থেকে দূরে ঝুঁকে একটি ঘূর্ণি তৈরি করে যা তরলকে টেনে আনে, কণাগুলিকে আটকে রাখে যার উপর লার্ভা খাওয়ায়।

কৃত্রিম সাঁতারুরা দ্রুত বীট করে

ড্যানিয়েল আহমেদের নেতৃত্বে ETH গবেষকদের দ্বারা তৈরি নতুন মাইক্রোরোবটের মূল নকশার উপাদান ছিল এই সিলিয়া, যিনি জীবন বিজ্ঞান এবং স্বাস্থ্যসেবার জন্য অ্যাকোস্টিক রোবোটিক্সের অধ্যাপক। “শুরুতে,” আহমেদ বলেছিলেন, “আমরা কেবল পরীক্ষা করতে চেয়েছিলাম যে আমরা স্টারফিশ লার্ভার মতো ঘূর্ণি তৈরি করতে পারি যেগুলি একে অপরের দিকে বা দূরে সিলিয়ার সারি দিয়ে।

এই লক্ষ্যে, গবেষকরা উপযুক্তভাবে ঝোঁকযুক্ত সিলিয়ারি ব্যান্ডগুলির সাথে একটি মাইক্রোরোবট তৈরি করতে ফটোলিথোগ্রাফি ব্যবহার করেছিলেন। তারপরে তারা সিলিয়াকে দোদুল্যমান করতে একটি বাহ্যিক উত্স থেকে আল্ট্রাসাউন্ড তরঙ্গ প্রয়োগ করে। সিন্থেটিক সংস্করণগুলি প্রতি সেকেন্ডে দশ হাজারেরও বেশি বার পিট করে – একটি স্টারফিশ লার্ভার তুলনায় প্রায় এক হাজার গুণ দ্রুত। এবং লার্ভার মতো, এই বিটিং সিলিয়াগুলি সামনের দিকে একটি সাকশন প্রভাব সহ একটি ঘূর্ণি এবং পিছনে একটি থ্রাস্ট প্রভাব সহ একটি ঘূর্ণি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, সম্মিলিত প্রভাব রোবটকে সামনের দিকে “রকেটিং” করে।

সাঁতারের পাশাপাশি, নতুন মাইক্রোরোবট কণা সংগ্রহ করতে পারে এবং তাদের পূর্বনির্ধারিত দিকে চালাতে পারে। (ভিডিও: কর্নেল ডিলিংগার/ইটিএইচ জুরিখ)

তাদের ল্যাবে, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে মাইক্রোরোবটগুলি জলের মতো তরলের মাধ্যমে সরলরেখায় সাঁতার কাটতে পারে। পানিতে ক্ষুদ্র প্লাস্টিকের পুঁতি যোগ করার ফলে মাইক্রোরোবট দ্বারা তৈরি ঘূর্ণিগুলি কল্পনা করা সম্ভব হয়েছে। ফলাফলটি আশ্চর্যজনক: স্টারফিশ লার্ভা এবং মাইক্রোরোবট উভয়ই কার্যত অভিন্ন প্রবাহের ধরণ তৈরি করে।

এরপরে, গবেষকরা সিলিয়ারি ব্যান্ডগুলিকে সাজিয়েছিলেন যাতে স্টারফিশ লার্ভা দ্বারা ব্যবহৃত খাওয়ানোর কৌশল অনুকরণ করে একটি থ্রাস্ট ঘূর্ণির পাশে একটি সাকশন ঘূর্ণি স্থাপন করা হয়। এই ব্যবস্থা রোবটগুলিকে কণা সংগ্রহ করতে এবং একটি পূর্বনির্ধারিত দিকে পাঠাতে সক্ষম করে।

আল্ট্রাসাউন্ড অনেক সুবিধা প্রদান করে

আহমেদ নিশ্চিত যে এই নতুন ধরনের মাইক্রোরোবট অদূর ভবিষ্যতে ওষুধে ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত হবে। এর কারণ হল যে একটি সিস্টেম যা শুধুমাত্র আল্ট্রাসাউন্ডের উপর নির্ভর করে তা নিষ্পত্তিমূলক সুবিধাগুলি প্রদান করে: আল্ট্রাসাউন্ড তরঙ্গগুলি ইতিমধ্যেই ইমেজিংয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, শরীরের গভীরে প্রবেশ করে এবং কোন স্বাস্থ্য ঝুঁকি তৈরি করে না।

“আমাদের দৃষ্টিভঙ্গি হল প্রোপালশন, ইমেজিং এবং ড্রাগ ডেলিভারির জন্য আল্ট্রাসাউন্ড ব্যবহার করা।”

– ড্যানিয়েল আহমেদ

তিনি যোগ করেন যে এই থেরাপির জন্য শুধুমাত্র একটি আল্ট্রাসাউন্ড ডিভাইসের প্রয়োজন এটিকে সস্তা করে তোলে, এবং তাই এটি উন্নত এবং উন্নয়নশীল উভয় দেশে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত।

আহমেদ বিশ্বাস করেন যে আবেদনের একটি প্রাথমিক ক্ষেত্র গ্যাস্ট্রিক টিউমারের চিকিত্সা হতে পারে। ডিফিউশনের মাধ্যমে প্রচলিত ওষুধ গ্রহণ করা অকার্যকর, কিন্তু মাইক্রোরোবট বিশেষভাবে একটি ওষুধকে পাকস্থলীর টিউমারের জায়গায় নিয়ে যায় এবং তারপরে সেখানে পৌঁছে দিলে তা টিউমার কোষে ওষুধের গ্রহণকে আরও দক্ষ করে তুলতে পারে এবং পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া কমাতে পারে।

তীক্ষ্ণ চিত্রগুলি কনট্রাস্ট এজেন্টদের ধন্যবাদ

কিন্তু এই দৃষ্টিভঙ্গি বাস্তবায়িত হওয়ার আগে, একটি বড় চ্যালেঞ্জ অতিক্রম করতে হবে: ইমেজিং। ছোট মেশিনগুলিকে সঠিক জায়গায় স্টিয়ারিং করার জন্য রিয়েল টাইমে একটি তীক্ষ্ণ চিত্র তৈরি করা প্রয়োজন। গবেষকরা আল্ট্রাসাউন্ডের সাথে মেডিকেল ইমেজিংয়ে ইতিমধ্যে ব্যবহৃত কনট্রাস্ট এজেন্টগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে মাইক্রোরোবটগুলিকে আরও দৃশ্যমান করার পরিকল্পনা করেছেন।

মেডিকেল অ্যাপ্লিকেশন ছাড়াও, আহমেদ গবেষণায় এবং শিল্পে ক্ষুদ্রতম তরল ভলিউমের হেরফের করার জন্য এই স্টারফিশ-অনুপ্রাণিত নকশার গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রয়েছে বলে আশা করেন। বিটিং সিলিয়ার ব্যান্ডগুলি মিশ্রন, পাম্পিং এবং কণা আটকানোর মতো কাজগুলি সম্পাদন করতে পারে।

এই নিবন্ধটি মূলত ETH জুরিখের অফিসিয়াল ওয়েবসাইটে প্রকাশিত হয়েছিল। এখানে মূল নিবন্ধ পড়ুন।

ট্যাগ: গ-গবেষণা-উদ্ভাবন, মাইক্রো