[ziesell]

Medizin: Miniroboter, die durch den Körper wandern

Ein Forschungsteam hat sich von dem Film Die phantastische Reise von 1966 inspirieren lassen. Sie arbeiten an Minirobotern, die durch den menschlichen Körper wandern.



Ein Team von Ingenieuren der University of Colorado Boulder hat eine neue Klasse von winzigen selbstfahrenden Robotern entwickelt, die mit hohen Geschwindigkeiten durch Flüssigkeiten sausen können. Eines Tages sollen sie eventuell auch verschreibungspflichtige Medikamente an schwer zugängliche Stellen im menschlichen Körper bringen.

Denkbar sei auch ein Einsatz der Roboter bei Operationen, indem sie über eine Pille oder Injektion in den Körper eingeführt werden und den Eingriff durchführen, erklärte Jin Lee. Er ist der Hauptautor der Studie.

Die Mikroroboter sind nur 20 Mikrometer breit und damit um ein Vielfaches kleiner als ein menschliches Haar. Sie können sich mit einer Geschwindigkeit von etwa drei Millimetern pro Sekunde fortbewegen, was etwa dem 9.000-Fachen ihrer eigenen Länge pro Minute entspricht. Das ist relativ gesehen ein Vielfaches schneller als ein Gepard.

Experiment an Mäusen vielversprechend

In der Studie setzte die Forschungsgruppe mehrere Flotten dieser Maschinen ein, um Dosen von Dexamethason – ein gängiges Steroidmedikament – in die Blasen von Labormäusen zu transportieren.

Zuvor kapselten die Roboter Konzentrationen von Dexamethason ein. Anschließend führten die Forscher Tausende dieser Bots in die Blasen von Labormäusen ein. Bisher wird Patienten das Medikament über einen Katheter verabreicht – vielleicht kann sich das in Zukunft ändern. Die Mikroroboter verteilten sich in den Organen, bevor sie sich an den Blasenwänden festsetzten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mikroroboter ein nützliches Werkzeug für die Behandlung von Blasenkrankheiten und anderen Krankheiten bei Menschen sein könnten. Dexamethason wirkt entzündungshemmend und dämpfend auf das Immunsystem.

Das Team stellt seine Mikroroboter aus Materialien her, die als biokompatible Polymere bezeichnet werden, und verwendet dabei eine dem 3D-Druck ähnliche Technologie. Die Maschinen sehen ein wenig aus wie kleine Raketen und sind mit drei winzigen Flossen ausgestattet.

Jeder der Roboter trägt eine kleine Blase mit eingeschlossener Luft, ähnlich wie bei einem Glas, das man kopfüber in Wasser taucht. Wenn man die Maschinen einem akustischen Feld aussetzt, wie es bei Ultraschall verwendet wird, beginnen die Blasen wild zu vibrieren, drücken das Wasser weg und schießen die Roboter vorwärts – so der bisherige Entwicklungsstand der angewendeten Technik.

[ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]

Bis die Miniroboter tatsächlich für die menschliche Medizin genutzt werden können, wird es noch dauern. Zunächst einmal will die Gruppe die Maschinen vollständig biologisch abbaubar machen, so dass sie sich schließlich im Körper auflösen würden. Inspiriert wurde das Team übrigens von dem Film Die phantastische Reise, in dem eine Gruppe von Abenteurern mit einem geschrumpften U-Boot in den Körper eines Mannes reist, der im Koma liegt.

Zur Studie

Die Studie mit dem Titel Bubble-Based Microrobots with Rapid Circular Motions for Epithelial Pinning and Drug Delivery (Mikroroboter auf Blasenbasis mit schnellen kreisförmigen Bewegungen zur Befestigung von Epithelien und Verabreichung von Medikamenten) wurde am 14. April 2023 im Fachmagazin Small publiziert.

[ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]

[elise]

war das nicht auch bei "die reise ins ich"?