Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Jak moderní nanorobotika a mikrorobotika mění současnou medicínu? To ve středu 21. 5. přiblížili návštěvníkům Mezinárodního mini sympozia o nanorobotice v biomedicíně na CEITEC VUT dva přední světoví vědci – Metin Sitti, prezident prestižní istanbulské Koç University a Martin Pumera, vedoucí výzkumné skupiny Energie budoucnosti a inovace na CEITEC VUT. Akce se zúčastnili také Metin Feyzioğlu, velvyslanec Turecké republiky v ČR a Ladislav Janíček, rektor VUT. Setkání uzavřel podpis memoranda mezi Vysokým učením technickým v Brně a Koç University.Velké osobnosti výzkumu nanorobotiky – Metin Sitti a Martin Pumera. | Autor: Václav KoníčekSympozium zahájil rektor VUT Ladislav Janíček, který připomněl, že biomedicína patří spolu s dalšími směry, jako jsou polovodičové nebo vesmírné technologie, mezi klíčová témata, kterým se brněnská technika i její výzkumná centra věnují. Metin Feyzioğlu, velvyslanec Turecké republiky v České republice, následně vyzdvihl fakt, že na VUT působí řada tureckých studujících a vyjádřil naději v další rozvoj spolupráce mezi českými a tureckými vzdělávacími institucemi. Hosty na CEITEC VUT přivítal také jeho ředitel Radimír Vrba. Na něj s prezentací o této výzkumné instituci, která v příštím roce oslaví 15 let existence, navázal jeho zástupce Pavel Krečmer.
Pak už se ujal slova Metin Sitti, který je nejen prezidentem Koç University (od 2023), ale také působil na prestižních adresách, jako jsou University of Tokyo, ETH Zurich nebo Max Planck Institute (ředitel oddělení v rámci Institutu inteligentních systémů 2014–2023). Po představení svého současného působiště přešel ke své hlavní expertíze, která zahrnuje oblasti, jako jsou mikrorobotika a nanorobotika, bioinženýrství nebo vývoj medicínských přístrojů.
Přednáška Metina Sittiho ukázala, jak moderní nanorobotika a mikrorobotika mění současnou medicínu. | Autor: Václav KoníčekNa začátku prezentace otevřel problém, s kterým se potýká moderní medicína, například při onkologické léčbě. „Jen několik málo procent z podané dávky léku se skutečně dostane na cílové místo. Léčivo místo toho putuje po celém těla prostřednictvím krevního oběhu, což vede k nežádoucím účinkům.“
K efektivnímu zacílení léčivých látek a minimalizaci nežádoucích účinků mohou pomoci právě mikroroboti a nanoroboti. Avšak dostat je na místo, kde je zdroj onemocnění, vyžaduje funkční navigační systém. Ten může mít řadu podob. „Oproti konvenčním léčivům nesou naše léčivé molekuly účinnou látku a lze je aktivně řídit. Díky tomu je můžeme přesně zacílit na požadovanou oblast pomocí magnetických polí, akustických vln, světla a dalších metod,“ uvedl profesor Sitti, podle které je mikro- a nanorobotika budoucností medicíny. Lékaři díky této pomoci pacientům nabídnou přesnější a na míru šitou léčbu a to nejen prostřednictvím cíleného podávání léků. Nové technologie umožní neinvazivně řešit také nervovou stimulaci, biopsii tekutin nebo odstraňování krevních sraženin.
Přednáška profesora Metina Sittiho. | Autor: Václav KoníčekProfesor Sitti představil dva přístupy k vytváření miniaturních robotů. První spočívá ve vytváření samo-poháněných syntetických mikrozařízení. Jde například o nanočástice naváděné světlem k léčbě oční sítnice, ke které mají jinak lékaři komplikovaný přístup. Druhý přístup je hybridní, který využívá bakterie pro cílené doručování léčiv. K tomu slouží například červené krvinky, které jsou uvnitř vyprázdněné. „Naplníme je oxidem železa a léčivy. Potom odebereme bakterie z lidské mikrobioty a geneticky je upravíme tak, aby nebyly infekční. Tyto bakterie pak připojíme k nákladu léčiva a částic, které nesou červené krvinky, z kterých se díky tomu stane aktivně řízený systém,“ vysvětlil Metin Sitti.
Výzkum v oblasti nanorobotiky má před sebou stále řadu výzev. Jednou z nich je adaptace mikro- a nanorobotů na přirozenou obranyschopnost živých organizmů vůči cizorodým látkám v podobě imunitní reakce nebo řada bariér v rámci tělesných systémů, jako například mezi oběhovou soustavou a mozkem.
Účastníci sympozia o nanorobotice v biomedicíně – zleva ředitel CEITEC VUT R. Vrba, turecký velvyslanec M. Feyzioğlu, prezident Koç University M. Sitti a M. Pumera, vedoucí výzkumné skupiny Energie budoucnosti a inovace. | Autor: Václav KoníčekS tím souvisí hlavní otázka, kterou je bezpečnost. „Jak tito roboti interagují s lidským tělem? Je jejich využití bezpečné? A jak probíhá jejich biologická a fyzikální interakce s patologickým prostředím, které je samo o sobě velmi chytré, adaptivní a složité?“ zdůraznil Sitti.
Odpovědi na tyto otázky jsou klíčové pro to, aby se tato technologie mohla bezpečně a efektivně uplatnit v klinické praxi. Mikro- a nanorobotických aplikací v živých systémech proto stále není mnoho. Většina současných výzkumných výsledků byla dosažena takzvaně „in vitro“ – ve zkumavce. Podle Metina Sittiho se však této oblasti intenzivně věnuje řada výzkumných týmů po celém světě (včetně týmu Martina Prumery na CEITEC VUT, pozn. red.) a větší rozšíření těchto technologií a následná využitelnost v medicíně je otázkou příštích desetiletí.
Následující přednáška Martina Pumery, jednoho z nejcitovanějších vědců na světě, nejdříve přiblížila činnost výzkumné skupiny Energie budoucnosti a inovace na CEITEC VUT, kterou vede. Působí v ní více než 35 vědců a vědkyň z celého světa a zaměřuje se na biomedicínské a environmentální aplikace, nanorobotiku, 3D tisk nebo vývoj bateriových technologií.
Martin Pumera přiblížil činnost výzkumné skupiny Energie budoucnosti a inovace působící na CEITEC VUT. | Autor: Václav KoníčekPodle Martina Pumery je oblast nanorobotiky trochu jako stavebnice LEGO. „Nevytváříme úplně novou vědu, jde především o inženýrský přístup, kdy kombinujeme existující prvky. Klíčové je rozhodnout, jaký je náš cílový problém a jak složitý systém k jeho řešení potřebujeme.“
Tým Martina Pumery řeší biomedicínské aplikace pro oblast kožního, zubního, očního lékařství nebo pro oblast trávicího traktu. „Máme různé typy robotů, například s magnetickým nebo chemickým pohonem. Spolupracujeme se skutečnými lékaři, kteří provádějí operace, výzkum a výuku, takže mohou provádět reálné experimenty. Samozřejmě – jedná se o demonstrační modely, testované například v plazmě a také na potkanech,“ přiblížil aktivity skupiny Pumera.
Výzkumná skupina Energie budoucnosti a inovace CEITEC VUT. | Autor: Václav KoníčekVyzdvihl také výzkumné podmínky a možnosti, které nabízí CEITEC VUT: „Máme k dispozici zázemí CEITEC Nano, které můžeme volně využívat – nemusíme kupovat jednotlivé přístroje ani nic složitě vyjednávat. Je to skutečně jedinečné – z toho, co jsem viděl ve světě, existuje jen velmi málo míst, která by nabízela něco podobného.“
Právě do laboratoří CEITEC Nano následovaly další kroky turecké návštěvy na VUT.
Návštěva laboratoří CEITEC Nano. | Autor: Václav KoníčekNa dopolední program na CEITEC VUT navázalo představení studentských tvůrčích týmů ve dvoraně rektorátu VUT. Metin Sitti si se zájmem promluvil s lídry týmů Brno Mars Rover, Drone Research Center, Pneuracer, YSpace, Chicken Wings, Strojlab, TU Brno Racing a prohlédl jejich exponáty.
Chicken Wings – představení studentských tvůrčích týmů ve dvoraně rektorátu VUT. | Autor: Václav KoníčekNa závěr programu proběhl podpis memoranda mezi VUT a Koç University, jehož hlavním cílem je spolupráce v oblasti vzdělávání, výzkumu a zahraničních mobilit. „Jak jsme i dnes mohli vidět, tak vše je o spolupráci. Pokud chcete být ve špičce, tak jsou mezinárodní partnerství opravdu klíčová. Současně jsem přesvědčen, že touto cestou lze nejen spojit síly různých institucí, ale navíc jsou pak naše aktivity zábavnější,“ dodal na závěr prezident Koç University Metin Sitti.Podpis memoranda o spolupráci mezi VUT a Koç University. | Autor: Václav Koníček