Publication: Development of microscale robotic particles for meningeal navigation in the brain
Loading...
Program
Graduate School of Health Sciences
KU-Authors
Organization Authors
Co-Authors
Author
Advisor
item.page.yoktezid
960049
Approval Date
Date
Language
eng
Type
Embargo Status
No
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Alternative Title
Beyinde meningeal navigasyon iƧin mikro ƶlƧekli robotik parƧacıkların geliÅtirilmesi
Abstract
Abstract: Magnetic microparticles emerge as a promising tool for targeted transport and control in biological systems. In this study, we investigate the control and functionality of 100 micrometer Nickel-Gold coated particles under the influence of magnetic fields, focusing on central nervous system (CNS) applications. With their dual-material structure, these particles provide precise orientation control when exposed to magnetic fields, making them suitable candidates for CNS-focused interventions. An extensive experimental setup has been designed to verify the effectiveness of these particles. First, computer simulations demonstrate the motion and control dynamics of these structures in a virtual CNS environment. Then, controlled tests on particle orientation and behavior were performed using simplified inanimate plastic mold models mimicking complex neural pathways. Finally, in-vivo tests on an animal model investigated the feasibility of magnetic particle manipulation within the CNS. Preliminary results show that the particles respond effectively to magnetic fields and provide high precision in both movement and targeting. In-vivo studies have demonstrated successful control of particles with different velocities and sensitivities in CNS structures. These results emphasize the potential for use in the treatment of neurodegenerative diseases or targeted drug delivery applications within the CNS in the coming years. With the advancement of the technologies used, it may be possible to perform human experiments in the future, which may lead to new approaches in minimally invasive neurological treatments and personalized medicine. Although initial findings are promising, further research is needed to evaluate the long-term biocompatibility, safety and functionality of magnetic micro-roller systems in living CNS tissues. In addition, future studies on optimizing the control mechanisms of this technology and its scalability to clinical applications are planned. It is anticipated that magnetically controlled microparticle systems will become more applicable and useful in medicine as research and development moves forward.
Ćzet: Manyetik mikro partiküller, biyolojik sistemlerde hedefe yƶnelik taÅıma ve kontrol iƧin umut verici bir araƧ olarak ortaya Ƨıkmaktadır. Bu ƧalıÅmada, merkezi sinir sistemi (MSS) uygulamalarına odaklanarak, manyetik alanların etkisi altında 100 mikrometre Nikel-Altın kaplı parƧacıkların kontrolünü ve iÅlevselliÄini araÅtırıyoruz. Ćift malzemeli yapılarıyla bu partiküller, manyetik alanlara maruz kaldıklarında hassas yƶnelim kontrolü saÄlayarak onları MSS odaklı müdahaleler iƧin uygun adaylar haline getirmektedir. Bu parƧacıkların etkinliÄini doÄrulamak iƧin kapsamlı bir deney düzeneÄi tasarlanmıÅtır. İlk olarak, bilgisayar simülasyonları sanal bir MSS ortamında bu yapıların hareket ve kontrol dinamiklerini gƶstermektedir. Ardından, karmaÅık sinir yollarını taklit eden basitleÅtirilmiÅ cansız plastik kalıp modelleri kullanılarak partikül oryantasyonu ve davranıÅı üzerinde kontrollü testler gerƧekleÅtirilmiÅtir. Son olarak, bir hayvan modeli üzerinde yapılan in-vivo testler, MSS iƧinde manyetik parƧacık manipülasyonunun uygulanabilirliÄini araÅtırmıÅtır. Ćn sonuƧlar, parƧacıkların manyetik alanlara etkili bir Åekilde yanıt verdiÄini ve hem hareket hem de hedeflemede yüksek hassasiyet saÄladıÄını gƶstermektedir. İn-vivo ƧalıÅmalar, farklı hız ve hassasiyetlere sahip partiküllerin CNS yapılarında baÅarılı bir Åekilde kontrol edildiÄini gƶstermiÅtir. Bu sonuƧlar, ƶnümüzdeki yıllarda nƶrodejeneratif hastalıkların tedavisinde veya MSS iƧinde hedeflenmiÅ ilaƧ daÄıtım uygulamalarında kullanım potansiyelini vurgulamaktadır. Kullanılan teknolojilerin ilerlemesiyle gelecekte insan deneyleri yapmak mümkün olabilir ve bu da minimal invaziv nƶrolojik tedavilerde ve kiÅiselleÅtirilmiÅ tıpta yeni yaklaÅımlara yol aƧabilir. İlk bulgular umut verici olsa da manyetik mikro silindir sistemlerinin canlı MSS dokularındaki uzun vadeli biyouyumluluÄunu, güvenliÄini ve iÅlevselliÄini deÄerlendirmek iƧin daha fazla araÅtırmaya ihtiyaƧ vardır. Ayrıca, bu teknolojinin kontrol mekanizmalarının optimize edilmesi ve klinik uygulamalara ƶlƧeklenebilirliÄi üzerine gelecekteki ƧalıÅmalar planlanmaktadır. AraÅtırma ve geliÅtirme ilerledikƧe, manyetik kontrollü mikro partikül sistemlerinin tıpta daha uygulanabilir ve kullanıÅlı hale gelmesi beklenmektedir.
Ćzet: Manyetik mikro partiküller, biyolojik sistemlerde hedefe yƶnelik taÅıma ve kontrol iƧin umut verici bir araƧ olarak ortaya Ƨıkmaktadır. Bu ƧalıÅmada, merkezi sinir sistemi (MSS) uygulamalarına odaklanarak, manyetik alanların etkisi altında 100 mikrometre Nikel-Altın kaplı parƧacıkların kontrolünü ve iÅlevselliÄini araÅtırıyoruz. Ćift malzemeli yapılarıyla bu partiküller, manyetik alanlara maruz kaldıklarında hassas yƶnelim kontrolü saÄlayarak onları MSS odaklı müdahaleler iƧin uygun adaylar haline getirmektedir. Bu parƧacıkların etkinliÄini doÄrulamak iƧin kapsamlı bir deney düzeneÄi tasarlanmıÅtır. İlk olarak, bilgisayar simülasyonları sanal bir MSS ortamında bu yapıların hareket ve kontrol dinamiklerini gƶstermektedir. Ardından, karmaÅık sinir yollarını taklit eden basitleÅtirilmiÅ cansız plastik kalıp modelleri kullanılarak partikül oryantasyonu ve davranıÅı üzerinde kontrollü testler gerƧekleÅtirilmiÅtir. Son olarak, bir hayvan modeli üzerinde yapılan in-vivo testler, MSS iƧinde manyetik parƧacık manipülasyonunun uygulanabilirliÄini araÅtırmıÅtır. Ćn sonuƧlar, parƧacıkların manyetik alanlara etkili bir Åekilde yanıt verdiÄini ve hem hareket hem de hedeflemede yüksek hassasiyet saÄladıÄını gƶstermektedir. İn-vivo ƧalıÅmalar, farklı hız ve hassasiyetlere sahip partiküllerin CNS yapılarında baÅarılı bir Åekilde kontrol edildiÄini gƶstermiÅtir. Bu sonuƧlar, ƶnümüzdeki yıllarda nƶrodejeneratif hastalıkların tedavisinde veya MSS iƧinde hedeflenmiÅ ilaƧ daÄıtım uygulamalarında kullanım potansiyelini vurgulamaktadır. Kullanılan teknolojilerin ilerlemesiyle gelecekte insan deneyleri yapmak mümkün olabilir ve bu da minimal invaziv nƶrolojik tedavilerde ve kiÅiselleÅtirilmiÅ tıpta yeni yaklaÅımlara yol aƧabilir. İlk bulgular umut verici olsa da manyetik mikro silindir sistemlerinin canlı MSS dokularındaki uzun vadeli biyouyumluluÄunu, güvenliÄini ve iÅlevselliÄini deÄerlendirmek iƧin daha fazla araÅtırmaya ihtiyaƧ vardır. Ayrıca, bu teknolojinin kontrol mekanizmalarının optimize edilmesi ve klinik uygulamalara ƶlƧeklenebilirliÄi üzerine gelecekteki ƧalıÅmalar planlanmaktadır. AraÅtırma ve geliÅtirme ilerledikƧe, manyetik kontrollü mikro partikül sistemlerinin tıpta daha uygulanabilir ve kullanıÅlı hale gelmesi beklenmektedir.
Source
Publisher
KoƧ University
Citation
item.page.haspartof
Source
item.page.ispartofseries
item.page.edition
DOI
item.page.datauri
item.page.link
Rights
restrictedAccess
Copyrights Note
© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!
Rights and licensing
restrictedAccess
© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!
© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!
Collections
Endorsement
Review
Supplemented By
Referenced By
Google Scholar
Scholar'da Ara ā0
Görüntülenme
0
İndirme
Bu yayında DOI yok ā Altmetric/Dimensions/PlumX/BIP! rozetleri DOI gerektirir.
