الحيوانات المنوية الآلية

الحيوانات المنوية الروبوتية (وتُسمى أيضًا روبوتات الحيوانات المنوية ) هي روبوتات دقيقة هجينة بيولوجيًا تتكون من خلايا منوية وهياكل دقيقة اصطناعية. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} يوجد حاليًا نوعان من روبوتات الحيوانات المنوية. النوع الأول، وهو روبوت الحيوانات المنوية الأنبوبي، يتكون من خلية منوية واحدة تُحتجز داخل أنبوب دقيق. تدخل خلايا الحيوانات المنوية المفردة هذه الأنابيب الدقيقة وتُحاصر بداخلها. ذيل الحيوان المنوي هو القوة الدافعة للأنبوب الدقيق. ^{[ 1 ]} أما النوع الثاني، وهو روبوت الحيوانات المنوية الحلزوني، فهو عبارة عن هيكل حلزوني صغير يلتقط وينقل خلايا الحيوانات المنوية المفردة غير المتحركة. في هذه الحالة، يدفع مجال مغناطيسي دوار الحلزون في حركة لولبية. يمكن توجيه كلا النوعين من روبوتات الحيوانات المنوية بواسطة مجالات مغناطيسية ضعيفة. ^{[ 2 ]} هذان التصميمان لروبوتات الحيوانات المنوية عبارة عن أجهزة دقيقة هجينة، تتكون من خلية حية مُدمجة مع ملحقات اصطناعية. توجد طرق أخرى لإنشاء أجهزة دقيقة اصطناعية بالكامل مستوحاة من حركة الحيوانات المنوية الطبيعية، أي بتصميم يحاكي الطبيعة ، على سبيل المثال ما يسمى بالحيوانات المنوية المغناطيسية، وهي مصنوعة من بنية بوليمرية مرنة مغطاة بطبقة مغناطيسية ويمكن تشغيلها بواسطة مجال مغناطيسي. ^{[ 4 ]}

يمكن توجيه الحيوانات المنوية الآلية بواسطة مجالات مغناطيسية خارجية ضعيفة لا تتجاوز بضعة ملي تسلا . ويمكن توليد هذه المجالات بواسطة مغناطيسات دائمة أو بواسطة مجموعة من المغناطيسات الكهربائية . ويمكن أن يكون المجال المغناطيسي المُطبق متجانسًا أو دوارًا أو متدرجًا . ^{[ 8 ]} كما يمكن توجيه الحيوانات المنوية الآلية الأنبوبية والحلزونية في نظام تحكم ذي حلقة مغلقة باستخدام ملف كهرومغناطيسي . ^{[ 9 ]}

تُبشّر الروبوتات المنوية بإمكانية استخدامها في معالجة الخلايا المفردة والتلقيح الاصطناعي ، فضلاً عن توصيل الأدوية الموجّه . وقد أظهرت دراسة حديثة إمكانية استخدام روبوتات منوية أنبوبية مُعدّلة لتوصيل أدوية السرطان . ^{[ 10 ]} في هذه الحالة، تُحمّل خلية منوية بدوكسوروبيسين . ويقوم هيكل دقيق اصطناعي، مُصنّع بتقنية الطباعة النانوية ثنائية الفوتون، بالتقاط الخلية المنوية المُحمّلة بالدواء. وتُشكّل الخلية المنوية مصدر تحريك الهيكل الدقيق المغناطيسي، ما يُتيح لها دفعه نحو الأورام الكروية السرطانية . عند هذا الموقع، تُطلق آلية نابضية الحيوان المنوي المُحمّل بالدواء، ليقوم بدوره بتوصيل الدواء إلى الخلايا السرطانية.

تُعدّ الحيوانات المنوية الروبوتية، بوصفها سباحات دقيقة، مثيرة للاهتمام في تطبيقات طبية حيوية متنوعة، لا سيما في تقنيات الإخصاب المساعد الحديثة والتوصيل الموجه للمواد العلاجية. صُممت هذه السباحات الدقيقة للعمل داخل الجسم الحي ، وهي ميزة قد تُحدث ثورة في تقنيات الإنجاب المساعد والطب النانوي مستقبلًا. ^{[ 11 ]} تظهر تصاميم جديدة، ويمكن استخلاص العديد من التطبيقات من المفهوم المذكور هنا. ^{[ 3 ] [ 11 ]}