Medische technologie Kleine robots kunnen door menselijk weefsel dwalen

Een zwerm robots zwemt voor het eerst door een oog

In nauwelijks een ander gebied zijn de vorderingen in medische technologie zo aan science fiction-romans en -films als aan nanotechnologie doen denken. Onlangs rapporteerde een team van onderzoekers over speciale nanorobots die in staat zijn om het menselijk weefsel te doorkruisen en vrij rond kunnen zwemmen in een oogbal. De kleine kleine robots zullen in de toekomst worden gebruikt om drugs in het lichaam te brengen precies waar ze nodig zijn.

Onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Intelligente Systemen hebben een speciaal gecoate nanopropeller ontwikkeld die door dicht weefsel, zoals een glazen lichaam in het menselijk oog, kan manoeuvreren. Tot nu toe konden nanoribots alleen worden gecontroleerd door vloeistoffen. Door het overwinnen van vast weefsel bereikt nanorobotica een nieuw niveau in medische technologie. De resultaten van het onderzoek zijn onlangs gepresenteerd in het tijdschrift Science Advances.

Gisteren nog fictie, vandaag al een realiteit. Tiny nanorobots bewegen door het lichaam en overwinnen zelfs vast weefsel. Ze moeten voor medische doeleinden worden gebruikt. (Afbeelding: gorbovoi81 / fotolia.com)

Operaties zonder tussenkomst

Zoals het internationale onderzoeksteam meldt, is de verdere ontwikkeling van nanorobots een belangrijke stap voor medische technologie. In de nabije toekomst zal het mogelijk zijn om een ​​verscheidenheid aan therapieën uit te voeren zonder ingrijpende operaties waarbij chirurgie vandaag nog steeds nodig is. De nanorobots zouden kunnen worden gebruikt als minimaal invasieve hulpmiddelen die geneesmiddelen inzetten waar ze nodig zijn zonder eerst door het maagdarmkanaal of door de bloedbaan te hoeven reizen.

De kleinste schroefmachine ter wereld

De propeller-vormige nanorobots zijn slechts 500 nanometer breed. Dit betekent dat ze 200 keer kleiner zijn dan de diameter van een mensenhaar. Volgens het onderzoeksteam zijn ze zo klein dat ze door het dichte weefsel van een vast weefsel kunnen glippen, zoals het geval is in het glasachtige lichaam van het oog. "Dankzij hun spiraalvormige structuur, grootte en gladde coating kunnen nanoprinters relatief ongehinderd door één oog bewegen, zonder het delicate weefsel om hen heen te beschadigen", schrijft het Max Planck-onderzoeksteam.

Geïnspireerd door de natuur

Omdat de consistentie in het oog bijzonder plakkerig en taai is, gebruikten de onderzoekers een zeer speciale tweelaagse antiaanbaklaag om te voorkomen dat de robots in het weefsel zouden blijven steken of elkaar zouden blokkeren. "Als het op coaten aankomt, hebben we ons laten inspireren door de natuur", vertelt studieauteur Zhiguang Wu in een persbericht.

Wat hebben vleesetende planten en nanorobots gemeen??

"We hebben een vloeibare laag aangebracht op de nanopropellers die te vinden zijn in de vleesetende bekerplant (Nepenthes)", legt Wu uit. De bladeren van de bekerplant creëren een soort valkuil. Als er insecten op landen, stoppen ze niet op de glibberige coating en vallen ze binnen, waar ze worden verteerd door een vloeistof. Volgens de onderzoekers zorgt dezelfde coating ervoor dat de nanorobots niet in het oog blijven steken. "Zo glad als de teflon coating van een koekenpan," zegt Wu.

Met magnetische aandrijving door het oog

De kleine robots kunnen van buitenaf worden bediend. Ze worden gedreven door magnetisme. Volgens de wetenschappers ingebouwde ijzerdeeltjes in de schroef laten de minitracker in een magnetisch veld naar de gewenste bestemming sturen.

Niet alleen bruikbaar in het oog

"De magnetische aandrijving van de nanostaafjes, hun kleine formaat en de glibberige coating zijn niet alleen opvallend, maar kunnen ook nuttig zijn voor de penetratie van andere weefsels in het menselijk lichaam", voegt Tian Qiu, een andere auteur van de studie, eraan toe. Tot dusverre is de verplaatsing van de propellerrobot alleen getest in ontlede varkensogen. Met een kleine naald kunnen tienduizenden spiraalvormige robots in het oog worden geïnjecteerd. De robots bewegen dan samen als een zwerm. (Vb)